Файл: Реферат данная работа состоит из пяти глав, введения и заключения общим объемом в 52.docx

.
Решая полученное квадратное уравнение, находим температуру , :
.

Тогда:
. (25)
Подставляя значения в формулу (25), получим:
.
Теоретическое давление в конце сгорания, Мпа, находим по формуле:
, (26)

где – степень повышения давления в бензиновом двигателе, принимаем равной 3,2.
Подставляя полученные значения в формлу (26), получим:
.

5. Процесс расширения

Давления в конце расширения определяем по формуле 26:
(27)

где n₂ – показатель политропы расширения, найденный по номограмме,

δ ­степень последующего расширения, для бензиновогодвигателя  =;
Подставляя значения в формулу (27), получим:
.
По формуле 28 определяем температуру в конце такта расширения:

, (28)
Подставляя значения в формулу (28), получим:
.

---

6. Индикаторные показатели цикла

По формуле 29 определяем среднее индикаторное давление:
, (29)

где – коэффициент полноты индикаторной диаграммы (для бензиновых двигателей = 0,95).
Подставляя значения в формулу (29), получим:
МПа.

По формуле 30 определяем индикаторный КПД:
, (30)
Подставляя значения в формулу (30), получим:
.
По формуле 31 определяем удельный индикаторный расход бензина:
, (31)
Подставляя значения в формулу (31), получим:
г/кВт∙ч.

7. Эффективные показатели двигателя

По формуле 32 определяем среднее давление механических потерь:
P_m = A_m + B_m∙C_n, (32)
где A_m и B_m– опытные коэффициенты. Для бензиновых двигателей: A_m = 0,024 и B_m = 0,0053

C_n – средняя скорость поршня, м/с. Предварительно принимается на основании опытных данных в соответствии с конструкцией и типом двигателя. Принимаем: C_n = 13 м/с
Подставляя значения в формулу (32), получим:
P_m = 0,024 + 0,0053∙13 = 0,093 МПа.

По формуле 33 определяем среднее эффективное давление:
P_e = P_i– P_m. (33)
Подставляя полученные значения в формулу (33), получим:
P_e = 0,84– 0,093 = 0,747МПа.
По формуле 34 определяем механический КПД:
. (34)
Подставляя значения в формулу (34), получим:
.

По формуле 35 определяем эффективный КПД:
η_e= η_i∙η_M. (35)
Подставляя значения в формулу (35), получим:
η_e= 0,42∙0,9 = 0,378.

По формуле 36 определяем удельный расход бензина :

---

(36)
Подставляя значения в формулу (36), получим:
г/кВт∙ч.

8. Определение основных размеров двигателя

По формуле 37 определяем литраж двигателя:
(37)

где τ ­ коэффициент тактности. Для четырёхтактного двигателя τ = 4.
Подставляя значения в формулу (37), получим:
.
По формуле 38 определяем рабочий объём цилиндра:
(38)

где i­число цилиндров.
Подставляя значения в формулу (38), получим:
.
По формуле 39 определяем диаметр цилиндра:
. (39)
Подставляя значения в формулу (39), получим:


По формуле 40 определяем ход поршня:
. (40)
Подставляя значения в формулу (40), получим:
.
По формуле 41 определяем литраж двигателя:
. (41)
Подставляя значения в формулу (41), получим:
.
По формуле 42 определяем эффективную мощность:
(42)
Подставляя значения в формулу (42), получим:
.

По формуле 43 определяем крутящий момент:
. (43)
Подставляя значения в формулу (43), получим:
.
По формуле 44 определяем расход топлива:
G_r = N_e∙g_e∙10^-3. (44)
Подставляя значения в формулу (44), получим:
G_r = 209,94∙218,77∙10^-3 = 45,9кг/ч.

По формуле 45 определяем действительную скорость поршня:
. (45)
Подставляя значения в формулу (45), получим:
.
Расхождение с предварительно взятой скоростью поршня составляет менее 10%. Отсюда следует, что значение было выбрано верно и расчёт считается правильным.

---

2. 
   Построение индикаторной диаграммы
   

Индикаторная диаграмма строится с целью проверки полученного аналитическим путем значения среднего индикаторного давления и наглядного представления протекания рабочего цикла в цилиндре рассчитываемого двигателя.

При построении индикаторной диаграммы наносим на ось ординат равномерную шкалу давлений, при этом P_max = P_z = 7,55 МПа и на ось абсцисс шкалу объемов, отложив на оси абсцисс значение полного объема цилиндраV_a = 0,845 л и объёма камеры сгорания, определённый по формуле 45:
; (45)
.
На ось ординат в соответствующем масштабе давлений характерные точки цикла с, с', с'', d, d', d''.

Данные для построения политропы сжатия и расширения можно найти аналитическим или графическим способом. При применении аналитического способа рабочий объем делится на части и определяется промежуточное значение объемов V_i. Рекомендуется для обеспечения точности построения брать меньшие промежутки между V_i в районе верхней мертвой точки и большие в районе нижней мертвой точки. Промежуточное значение давлениядля политропы сжатия определяется по формуле46:
; (46)

.
Результаты дальнейших расчётов занесены в таблицу 3.
Таблица 3 – Результаты расчётов давлений политропы сжатия

Vi
0,081	2,32
0,082	2,28
0,083	2,25
0,084	2,21
0,085	2,18
0,09	2,02
0,1	1,75
0,15	1,02
0,2	0,69
0,25	0,51
0,35	0,33
0,375	0,30
0,4	0,27
0,45	0,25
0,5	0,17

---

Промежуточное значение давления для политропы расширения определяется по формуле47:
, (47)

где V_z = V_c
.
Результаты дальнейших расчётов занесены в таблицу 4.
Таблица 4 – Результаты расчётов давлений политропы расширения

Vi
0,081	7,43
0,082	7,32
0,083	7,21
0,084	7,1
0,085	7,0
0,09	6,51
0,1	5,71
0,15	3,44
0,2	2,40
0,25	1,81
0,35	1,19
0,375	1,09
0,4	1,01
0,45	0,87
0,5	0,76

После построения промежуточных точек их соединяют плавной кривой и получают расчетную индикаторную диаграмму.

Индикаторная диаграмма двигателя 4U-GSE представлена на рисунке 13.


Рисунок 13 – Индикаторная диаграмма двигателя 4U-GSE

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе выполнения курсовой работы по дисциплине «Конструкция и основы расчета энергетических установок» был произведен тепловой расчет бензинового ДВС; рассчитаны: материальный баланс, процесс впуска, процесс сжатия, процесс сгорания, процесс расширения.

На основе полученных данных были вычислены индикаторные и эффективные показатели цикла, а также были определены основные размеры и характеристики двигателя, представленные ниже:

– литраж двигателя V_L = 3,4 л;

– эффективная мощность N_e = 153,82 кВт;

– крутящий момент M_e = 209,94H·м;

– расход топлива G_r = 45,9 кг/ч;

– средняя скорость поршня С_n = 24,27 м/с.

По результатам теплового расчета прототипа двигателя 4U-GSEбыла построена индикаторная диаграмма действительного термодинамического цикла.

---