Розрахунок автомобільного двигуна (148091)

Посмотреть архив целиком

Вступ


Впровадження досягнень науково-технічного прогресу в автомобілебудуванні та на автомобільному транспорті вимагає творчого підходу до вирішення наукових і практичних завдань, які стоять перед робітниками цих галузей, що в свою чергу передбачає необхідність підвищення якості підготовки і перепідготовки кадрів для них. В області розвитку і удосконалення автомобільних двигунів основними задачами на сучаснім етапі являється:

зниження паливної економічності;

питомої маси;

вартості їх виготовлення і експлуатації;

боротьба з токсичними викидами в атмосферу;

зниження шуму при експлуатації двигунів.

Виконання цих задач вимагає від спеціалістів, пов’язаних з виробництвом та експлуатацією автомобільних двигунів, глибоких знань теорії, конструкції та розрахунку двигунів внутрішнього згоряння.

Важливим чином у придбанні даних знань, що базуються на основних теоретичних положеннях дисципліни «Автомобільні двигуни».

Курс «Автомобільні двигуни» є одним з базових у справі підготовки інженерно-технічних працівників автомобільного транспорту.

Сучасна автомобільна силова установка (автомобільний двигун) являє собою одну з найскладніших машин, здатних перетворювати теплоту, що виділяється при згорянні палива, у механічну роботу. Процеси згоряння, виділення теплоти і перетворення її в механічну роботу продуктами згоряння відбувається у середині двигуна. Звідси й назва – двигуни внутрішнього згоряння (ДВЗ).


1. Хімічні реакції при горінні палива


1.1 Теоретично необхідна кількість повітря для згоряння 1 кг палива


, кг.повітря/кг.палива.

l0= кг.повітря/кг.палива.


Склад палива: бензинів – С = 0,855; Н = 0,145; О = 0; дизельного палива – С = 0,870; Н = 0,126; О = 0,004. Вид палива повинен відповідати прототипу двигуна, що заданий у таблиці вихідних параметрів.


1.2 Теоретично необхідна кількість повітря для згоряння палива


, кмоль.повітря/кг.палива.

L0= кмоль.повітря/кг.палива.


1.3 Коефіцієнт надлишку повітря  у режимі номінальної потужності приймають за таблицею вихідних параметрів α =0.84


Кількість свіжого заряду


,


кмоль свіжого заряду/кг.палива. M1=0.84·0.5179=0.4350 кмоль свіжого заряду/кг.палива.


1.4 Кількість двоокису вуглецю (СО2) у продуктах згоряння


за умови:


1, , кмоль/кг.палива,

MCO2= кмоль/кг.палива,

де ;


для нафтових рідких палив к = 0,45...0,53.


1.5 Кількість окису вуглецю (СО) у продуктах згоряння


за умови:


1, , кмоль/кг.палива.

MCO= кмоль/кг.палива.


1.6 Кількість водяної пари (Н2О) у продуктах згоряння


за умови:


1, , кмоль/кг палива. MH2O= кмоль/кг палива.


1.7 Кількість водню (Н2) у продуктах згоряння


за умови:


1, , кмоль/кг палива.

MH2= кмоль/кг палива.


1.8 Кількість кисню (О2) у продуктах згоряння


за умови:


1, , кмоль/кг.палива.


1.9 Кількість азоту (N2) у продуктах згоряння


, кмоль/кг.палива.

MN2= кмоль/кг.палива.


1.10 Загальна кількість продуктів згоряння рідкого палива


, кмоль/кг.палива.

M2= кмоль/кг.палива.


1.11 Зміна кількості робочого тіла при згорянні палива


, кмоль/кг.палива.

M= кмоль/кг.палива.


1.12 Коефіцієнт молекулярної зміни паливної суміші


.


1.13 Нижча теплота згоряння рідкого палива за формулою Менделєєва


, кДж/кг.палива. Hu= кДж/кг.палива.


Вміст сірки S та вологи W у паливі приймають рівними 0.


1.14 Хімічна неповнота згоряння за умови:


1, , кДж/кг палива.

Hu= кДж/кг палива.


1.15 Теплота згоряння паливної суміші


, кДж/кмоль пал.суміші.

Hпал.сум= кДж/кмоль пал.суміші.


2. Розрахунок процесів дійсного циклу


2.1 Тиск навколишнього середовища для розрахунків


Р0 = 0,10 МПа.


2.2 Температура навколишнього середовища для розрахунків


Т0 = 293 К.


2.3 Тиск середовища, звідки повітря надходить у циліндр.У випадку відсутності наддуву


Рк = Р0.


2.4 Температура середовища, звідки повітря надходить у циліндр


При відсутності наддуву


Рк = Р0, а Тк = Т0


2.5 Тиск залишкових газів у циліндрі двигуна перед початком процесу наповнення:


при відсутності наддуву


, МПа;

Pr= МПа


2.6 Температуру залишкових газів


Tr =1065 K


2.7 Густина заряду при наповненні:


при відсутності наддуву


,кг/м3;

кг/м3


де В = 287Дж/кгград  питома газова стала.

При відсутності наддуву приймають .


2.8 Втрати тиску при наповненні


, МПа,

Pa= МПа


де   коефіцієнт затухання швидкості руху заряду у перерізі циліндра; ВП коефіцієнт опору впускної системи, віднесений до найбільш вузького його перерізу, ; ВП = 50...150 м/с  середня швидкість руху заряду у найменшому перерізі впускної системи в м/с. Значення ВП приймають за таблицею вих. пар.


2.9 Тиск кінця впуску


, МПа

Pa= МПа


2.10 Температура підігріву свіжого заряду Т. Приймається


Т=12ºС.


2.11 Коефіцієнт залишкових газів


, .


де   ступінь стиску, приймається за табл. вих. пар.


2.12. Температура в кінці наповнення


, К.

Ta= К.


2.13 Коефіцієнт наповнення


.

.


2.14 Середній показник адіабати стиску k1=1,3775


Визначається за номограмою Додатку Е (рис. Е-1) у залежності від ступеня стиску  і температури в кінці наповнення Та.


2.15 Значення показника політропи стиску n1


в залежності від k встановлюють у межах для бензинових двигунів (k10,01)…(k10,04);

Приймаємо n1=1,3575


2.16 Тиск у кінці теоретичного стиску


, МПа.

Pc= МПа


2.17 Температура у кінці теоретичного стиску


, К.

Tc= К


2.18 Середня мольна теплоємність свіжого заряду у кінці стиску


, кДж/кмольград.,

кДж/кмольград


де tс  температура у кінці стиску в С (tс = Tс273).


2.19 Середня мольна теплоємність залишкових газів


=23,3994 кДж/кмольград


визначається в залежності від коефіцієнта надлишку повітря  і температури у кінці стиску tс шляхом інтерполяції за таблицею В-1 Додатку В


2.20 Середня мольна теплоємність робочої суміші


, кДж/кмольград.

кДж/кмольград.


2.21 Коефіцієнт молекулярної зміни робочої суміші


,

,


де r  коефіцієнт залишкових газів.


2.22 Теплота згоряння робочої суміші


, кДж/кмоль.

Hроб.сум= кДж/кмоль.


2.23 Середня мольна теплоємність продуктів згоряння


.


Окремі компоненти беруть з таблиці С-1 Додатку С.


2.24 Рівняння згоряння (тепловий баланс) для:


бензинових двигунів


;

0,002001tz2+24,46233tz-73769,08=0


де z  коефіцієнт використання тепла. Коефіцієнт використання теплоти у період згорання залежить від типу двигуна:

для бензинового двигуна z = 0,85...0,95


2.25 Температуру, що відповідає максимальному тиску згоряння Рz


визначають шляхом розв’язування квадратного рівняння попереднього пункту


, С,

tz=С. , К.

Tz=2503+273=2776 К.


2.26 Максимальний тиск згоряння


для бензинового двигуна


, МПа;

Pz= МПа.


2.27 Дійсний максимальний тиск згоряння


для бензинового двигуна


. МПа.

P=0.85·4,45=3,78Мпа.


2.28 Ступінь підвищення тиску 


Для бензинових двигунів


.

МПа.


2.29 Ступінь попереднього розширення


Для бензинових двигунів;


2.30 Ступінь подальшого розширення


Для бензинових двигунів =6,8


2.31 Середній показник адіабати розширення


k2 =1,242


Визначають по номограмам Е-2 та Е-3 Додатку Е, відповідно, для бензинових та дизельних двигунів за числовими значеннями ,  та Tz.


2.32 Середній показник політропи розширення n2


k2=1,242


2.33 Тиск кінця процесу розширення


, МПа. Pb= МПа.


2.34 Температура кінця процесу розширення


, К.

Tb= К.


2.35 Перевірка точності вибору значень тиску та температури залишкових газів


, К. Tr= К.


Значення Тr відрізняється від значення прийнятого у пункті 2.6 на 2,6%. Умова виконується.


3. Розрахунок індикаторних та ефективних показників дійсного циклу двигуна


3.1 Теоретичний середній індикаторний тиск


, МПа.

МПа.


3.2 Дійсний середній індикаторний тиск


, МПа, Pi=0,96·0,9=0,86 МПа


де  - коефіцієнт повноти індикаторної діаграми, приймається за таб. вих. пар.


3.3 Індикаторна потужність двигуна


, кВт,

Ni= кВт,


де Vл – робочий об’єм циліндрів двигуна у літрах (літраж); n – частота обертання колінчастого вала, об/хв;  – коефіцієнт тактності ( = 4).

Значення Vл та n приймають за таб. вих. пар.



3.4 Індикаторний коефіцієнт корисної дії


Случайные файлы

Файл
BASE.DOC
30701.rtf
72054-1.rtf
102596.rtf
96819.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.