 |
Расчет параметров процесса впуска
|
|
|
|
Курсовой проект
по дисциплине “Силовые установки транспортных средств”
на тему “Тепловой и динамический расчет двигателя”
Гродно 2010
Содержание
Введение
1. Тепловой расчет двигателя
1.1 Выбор топлива, определение его теплоты сгорания
1.2 Определение параметров рабочего тела
1.3 Определение параметров окружающей среды и остаточных газов
1.4 Расчет параметров процесса впуска
1.5 Расчет параметров процесса сжатия
1.6 Расчет параметров процесса сгорания
1.7 Расчет параметров процесса расширения и выпуска
1.8 Определение индикаторных показателей двигателя
1.9 Определение эффективных показателей двигателя
1.10 Определение основных размеров цилиндра и параметров двигателя
1.11 Построение индикаторной диаграммы
2. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя
3. Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма двигателя
3.1 Расчет сил давления газов
3.2 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма
3.3 Расчет сил инерции
3.4 Расчет суммарных сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме
3.5 Расчет сил, действующих на шатунную шейку коленчатого вала
3.6 Построение графиков сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме
3.7 Построение диаграммы износа шатунной шейки
3.8 Построение графика суммарного крутящего момента двигателя
Заключение
Литература
Введение
Целью курсовой работы является систематизация и закрепление знаний, полученных студентами при изучении теоретического курса дисциплины «Силовые установки транспортных средств», а также при выполнении практических и лабораторных работ; освоение методики и получение практических навыков теплового и динамического расчета автомобильного (тракторного) двигателя.
|
|
|
Приведенная в настоящем курсовом проекте последовательность расчета двигателя базируется на известных методиках, изложенных в литературе.
Помимо указанных данных при выполнении курсовой работы студенту необходимо самостоятельно выбрать ряд величин, используя сведения о принятом прототипе двигателя.
Тепловой расчет двигателя
Выбор топлива, определение его теплоты сгорания
Для бензинового двигателя с впрыском в соответствии с заданной степенью сжатия (
) октановое число используемого бензина находится в пределах от 90 до 100. Выбираем следующие виды бензинов: “Регуляр-91”, “Регуляр-92”, “Премиум-95”, “Супер-98”,
Низшая теплота сгорания жидкого топлива, кДж/кг:
| (1.1) |
где 
– массовые доли углерода, водорода и кислорода в одном килограмме топлива.
Определение параметров рабочего тела
Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания одного килограмма жидкого топлива:
| (1.2) |
| |
|
| |
|
| |
Количество свежего заряда:
| (1.3) |
где 
– коэффициент избытка воздуха;
= 115 кг/кмоль – средняя молярная масса бензина.
|
При не полном сгорании топлива (
) в состав продуктов сгорания входят: оксид углерода 
, углекислый газ 
, водяной пар 
, водород 
и азот 
.
Количество отдельных компонентов продуктов сгорания жидкого топлива при :
1. Оксида углерода:
| (1.4) |
|
| |
2. Углекислого газа:
| (1.5) |
|
| |
3. Водяного пара:
| (1.6) |
|
| |
4. Водорода:
| (1.7) |
|
| |
5. Азота:
| (1.8) |
|
| |
Общее количество продуктов сгорания жидкого топлива:
| (1.9) |
|
| |
Определение параметров окружающей среды и остаточных газов
При работе двигателя без наддува давление 
и температура 
окружающей среды:
|
|
|
Давление остаточных газов:
| (1.10) |
|
| |
Температура остаточных газов:
Расчет параметров процесса впуска
Давление газов в цилиндре 
определяется по формуле:
| (1.11) |
где, 
– потери давления за счет сопротивления впускной системы и затухания скорости движения заряда в цилиндре.
Величина с учетом некоторых допущений определяется из уравнения Бернулли, МПа:
| (1.12) |
где, 
– коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом сечении цилиндра;
– коэффициент сопротивления впускной системы, отнесенный к наиболее узкому ее сечению;
– средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы (как правило, в клапане или продувочных окнах), м/с;
– плотность заряда на впуске (при отсутствии наддува 
), кг/м3.
По опытным данным в современных автомобильных двигателях с электронным управлением на номинальном режиме:
Плотность заряда на впуске:
| (1.13) |
где, 
= 287 Дж/(кг 
град) – удельная газовая постоянная воздуха.
| |
| |
|
Коэффициент остаточных газов 
характеризует качество очистки цилиндра от продуктов сгорания; с его ростом уменьшается количество свежего заряда, поступающего в цилиндр двигателя в процессе впуска:
| (1.14) |
где, 
– температура подогрева свежего заряда при его контакте со стенками впускного трубопровода и цилиндра;
– степень сжатия.
Температура подогрева свежего заряда принимается в зависимости от типа двигателя:
| (1.14) |
Температура заряда в конце процесса впуска:
| (1.15) |
|
Коэффициент наполнения 
без учета продувки и дозарядки четырехтактного двигателя:
| (1.16) |
|
| |
|
|
|
