Расчет скоростной характеристики ДВС (148321)

Посмотреть архив целиком

Содержание


ВВЕДЕНИЕ

1. Расчётно-физическое определение параметров внешней скоростной характеристики транспортного поршневого двигателя

1.1 Расчёт бензинового двигателя

1.2 Расчёт дизельного двигателя


ВВЕДЕНИЕ


Основой силового модуля современных транспортных средств является поршневой двигатель внутреннего сгорания – тепловая машина, преобразующая теплоту сгорания углеводородных топлив в механическую энергию.

В процессе эксплуатации параметры работы двигателя (развиваемые мощность и крутящий момент, массовый и удельный расходы топлива, выброс токсичных и концерогенных веществ с отработавшими газами и др.) существенно ухудшаются и возникает необходимость в автосервисном воздействии на двигатель, то есть в различных регулировках или текущем ремонте его систем и узлов.

Правильность реализованных технологических процессов в сервисе и выбранного инструментария, достаточность квалификационного уровня исполнителей и наличие у них устойчивых навыков выполнения конкретных услуг, а также, в конечном итоге, соответствие автомобиля в целом и отремонтированного двигателя в частности правилам безопасности дорожного движения могут быть проверены, например, путём сравнения ряда замеренных на испытательном стенде и расчётно-теоретических параметров работы двигателя.

Целью работы является закрепление знаний, полученных на лекционных и практических по дисциплине.

Задачами работы являются приобретение навыков расчёта и построения скоростной зависимости бензинового или дизельного двигателя, анализ регулировочных кривых, а также оценка качества выполненных регулировочных и ремонтных воздействий на двигатель.


1. Расчётно-физическое определение параметров внешней скоростной характеристики транспортного поршневого двигателя


1.1 Расчёт бензинового двигателя


В качестве базового принимаем четырёхтактный 4-цилиндровый безнаддувный бензиновый двигатель (плотность воздуха на всасывании Pо=1,21 кг/м3), в котором для стехиометрического сгорания 1 кг топлива требуется 14,95 кг воздуха (L0=14,95 кг/кг).


Таблица 1: Варианты расчёта.

Параметры

Варианты

1

2

3

4

5

резерв

Эффективная мощность двигателя Ne, кВт


55


58


60


62


65


62

Частота вращения коленчатого вала в режиме эффективной мощности nN, мин-1


5200


5250


5300


5400


5500


5550

Объём двигателя Vдв, л

1,35


1,40

1,45

1,50

1,55

1,60

Ход поршня S, мм

70

70

75

75

80

80

Коэффициент избытка воздуха LN на режиме эффективной мощности



0,90



0,90



0,92



0,91



0,91



0,90

Удельный эффективный расход топлива на режиме эффективной мощности qeN, г/кВтч



298



297



296



295



294



294


Для расчёта принимаем вариант – резерв.


Расчёт.

  1. Мощность в расчётных точках:


Nex=Ne·nx/nN·(1+nx/nN-(nx/nN)2); кВт

N500=68·500/5550·(1+500/5550-(500/5550)2)= 6,043 кВт

N1000=68·1000/5550·(1+1000/5550-(1000/5550)2)= 12,821 кВт

N2000=68·2000/5550·(1+2000/5550-(2000/5550)2)= 27,492 кВт

N3000=68·3000/5550·(1+3000/5550-(3000/5550)2)=41,837 кВт

N4000=68·4000/5550·(1+4000/5550-(4000/5550)2)=53,679 кВт

N5000=68·5000/5550·(1+5000/5550-(5000/5550)2)=60,843 кВт

N6000=68·6000/5550·(1+6000/5550-(6000/5550)2)=61,152 кВт


  1. Эффективный крутящий момент:


Mex=9550· Nex/ nx; Нм

M500=9550· 6,043 / 500 =115,43 Нм

M1000=9550· 12,821/ 1000= 122,444 Нм

M2000=9550· 27,492/ 2000 =131,276 Нм

M3000=9550· 41,837/ 3000= 133,181 Нм

M4000=9550· 53,679/ 4000 =128,158 Нм

M5000=9550· 60,843/ 5000 =116,209 Нм

M6000=9550· 61,152/ 6000 =97,333 Нм


  1. Средняя скорость поршня.


Vсрх=333·10-7·S· nx; м/с

V500=333·10-7·80· 500 =1,332 м/с

V1000=333·10-7·80· 1000 =2,664 м/с

V2000=333·10-7·80· 2000=5,328 м/с

V3000=333·10-7·80· 3000=7,992 м/с

V4000=333·10-7·80· 4000=10,656 м/с

V5000=333·10-7·80· 5000 =13,32 м/с

V6000=333·10-7·80· 6000 =15,984 м/с


  1. Среднее эффективное давление цикла.


Pex=120· Nex / Vдв ·nx; МН/м2

P500=120·6,043 /1,60·500=0,907 МН/м2

P1000=120·12,821 /1,60·1000=0,962 МН/м2

P2000=120·27,492 /1,60·2000=1,031 МН/м2

P3000=120·41,837 /1,60·3000=1,046 МН/м2

P4000=120·53,679 /1,60·4000=1,006 МН/м2

P5000=120·60,843 /1,60·5000=0,913 МН/м2

P6000=120·61,152 /1,60·6000=0,764 МН/м2


  1. Среднее давление механических потерь.


Pmx=0.034+0.0113· Vсрх; МН/м2

P500=0.034+0.0113· 1,332=0.049 МН/м2

P1000=0.034+0.0113· 2,664=0.064 МН/м2

P2000=0.034+0.0113· 5,328=0.094 МН/м2

P3000=0.034+0.0113· 7,992=0.124 МН/м2

P4000=0.034+0.0113· 10,656=0.154 МН/м2

P5000=0.034+0.0113· 13,32=0.185 МН/м2

P6000=0.034+0.0113· 15,984=0.215 МН/м2


  1. Среднее индикаторное давление цикла.


Pix= Pex+ Pmx; МН/м2

P500= 0,907 + 0.049=0.956 МН/м2

P1000= 0,962 + 0.064=1.026 МН/м2

P2000= 1,031 + 0.094=1.125 МН/м2

P3000= 1,046 + 0.124=1.170 МН/м2

P4000= 1,006 + 0.154=1.161 МН/м2

P5000= 0,913 + 0.185=1.097 МН/м2

P6000= 0,764 + 0.215=0.979 МН/м2


7. Индикаторный крутящий момент.


Mix=79.59· Vдв · Pix; Нм

M500=79.59·1,60· 0.956=121,686 Нм

M1000=79.59·1,60· 1.026=130,617 Нм

M2000=79.59·1,60· 1.125=143,283 Нм

M3000=79.59·1,60· 1.170=149,022 Нм

M4000=79.59·1,60· 1.161=147,833 Нм

M5000=79.59·1,60· 1.097=139,716 Нм

M6000=79.59·1,60· 0.979= 124,672Нм


8.Удельный эффективный расход топлива.


qex=qeN·(1.55-1.55· nx/nN+(nx/nN)2); г/кВтч

q500=294·(1.55-1.55· 500/5550+(500/5550)2)=417,032 г/кВтч

q1000=294·(1.55-1.55· 1000/5550+(1000/5550)2)=383,137 г/кВтч

q2000=294·(1.55-1.55· 2000/5550+(2000/5550)2)=329,663 г/кВтч

q3000=294·(1.55-1.55· 3000/5550+(3000/5550)2)=295,278 г/кВтч

q4000=294·(1.55-1.55· 4000/5550+(4000/5550)2)=279,982 г/кВтч

q5000=294·(1.55-1.55· 5000/5550+(5000/5550)2)=283,776 г/кВтч

q6000=294·(1.55-1.55· 6000/5550+(6000/5550)2)=306,66 г/кВтч



9. Часовой расход топлива.


GTx=0.001· qex· Nex; кг/ч

G500=0.001· 417,032 · 6,043=2,520 кг/ч

G1000=0.001· 383,137 · 12,821=4,912 кг/ч

G2000=0.001· 329,663 · 27,492=9,063 кг/ч

G3000=0.001· 295,278 · 41,837=12,353 кг/ч

G4000=0.001· 279,982 · 53,679=15,029 кг/ч

G5000=0.001· 283,776 · 60,843=17,266 кг/ч

G6000=0.001· 306,66 · 61,152=18,753 кг/ч


10. Коэффициент избытка воздуха.


Lx=0.7 – 0.8

L500=0.7

L1000=0.7

L2000 – 6000 =0.8


11. Коэффициент наполнения цилиндров.


ƞVx=L0· Pex·Lx· qex/3600·P0;

ƞ500=14,95 · 0,907 ·0,7· 417,032 /3600·1,21=0,9081

ƞ1000=14,95 · 0,962 ·0,7· 383,137 /3600·1,21=0,885

ƞ2000=14,95 · 1,031 ·0,7· 329,663 /3600·1,21=0,817

ƞ3000=14,95 · 1,046 ·0,7· 295,278 /3600·1,21=0,742

ƞ4000=14,95 · 1,006 ·0,7· 279,982 /3600·1,21=0,677

ƞ5000=14,95 · 0,913 ·0,7· 283,776 /3600·1,21=0,622

ƞ6000=14,95 · 0,764 ·0,7· 306,66 /3600·1,21=0,563


Полученные данные группируем в таблицу.


Таблица 2: Расчётные данные.

Частота вращения коленчатого вала, мин-1

Параметры внешней скоростной характеристики

Ne, кВт

Me, Нм

Ре, МН/м2

Vср,м/с

Рm,МН/м2

Mi, Нм

ge,г/кВтч

GТ, кг/ч

ƞV

500

6,043

115,43

0,907

1,332

0,049

121,686

417,032

2,52

0,091

1000

12,821

122,444

0,962

2,664

0,064

130,617

383,137

4,912

0,885

2000

27,492

131,276

1,031

5,328

0,094

143,283

329,663

9,063

0,817

3000

41,837

133,181

1,046

7,992

0,124

149,022

295,278

12,353

0,742

4000

53,679

128,158

1,006

10,656

0,154

147,833

279,982

15,029

0,677

5000

60,842

116,209

0,913

13,32

0,185

139,716

283,776

17,266

0,622

6000

61,152

97,333

0,764

15,984

0,215

124,672

306,66

18,753

0,563






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.