Файл: Силовые агрегаты.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации

«Саратовский государственный технический университет»

Институт машиностроения, материаловедения и техники

Кафедра «Организация перевозок, безопасность движения и сервис автомобилей»
ДВИГАТЕЛЬ АВТОМОБИЛЬНЫЙ

Пояснительная записка к курсовому

проекту по дисциплине

«Силовые агрегаты»

Выполнил:

Студент ИММТ,

группы б1-ЭТТК-31

Миронов Михаил Олегович

Номер зачетной книжки: 192401

Руководитель:

к.т.н., доц. каф. ОПБС:

Сычев А. М.


Саратов 2022

Содержание

1. Техническое задание на проектирование автомобильного двигателя
номер задания - 33;

тип двигателя и его назначение – искровой, для грузового автомобиля;

максимальная эффективная мощность = 86, кВт;

частота вращения коленчатого вала при максимальной

мощности = 4800, ;

топливо - метанол.

По указанному заданию выполнить тепловой расчет четырехтактного автомобильного двигателя на режиме максимальной мощности и построить индикаторную диаграмму цикла.

2. Тепловой расчет автомобильного двигателя
2.1. Выбор и обоснование исходных данных для теплового расчета
Для проведения теплового расчета проектируемого двигателя помимо значений максимальной эффективной мощности и частоты вращения коленчатого вала необходимо выбрать значения ряда дополнительных параметров, а именно:
Параметры свежего заряда, поступающего к двигателю:

Давление свежего заряда =0,1 МПа;

Температура свежего заряда

---

=293 К, так как двигатель не имеет надува, давление свежего заряда, поступающего к двигателю, применяется равным атмосферному.

Элементарный состав и низшая теплота сгорания топлива:

Проектируемый двигатель работает на бензине.

Массовая доля углерода = 0,375;

массовая доля водорода = 0,125;

массовая доля кислорода = 0,500;

низшая теплота сгорания топлива = 2000 ;

средняя молярная масса топлива = 32 .
Степень сжатия:

Выбор степени сжатия в первую очередь зависит от способа смесеобразования, что и определяет резкие различия в величине степени сжатия для двигателей с искровым зажиганием и дизелей. Кроме того, при выборе степени сжатия необходимо учитывать быстроходность двигателя, систему охлаждения, наличие или отсутствие наддува и ряд других факторов.

Степень сжатия = 11.

В современных автомобильных двигателях с искровым зажиганием степень сжатия колеблется в пределах 7…11. При проектировании двигателя для автомобиля высшего класса следует принимать достаточно высокие степени сжатия (10…11) для обеспечения автомобилю высокой динамики и комфортабельности. Затратам на топливо здесь основного значения придавать не следует.
Коэффициент избытка воздуха:

Коэффициент избытка воздуха = 0,95, так как увеличение (до некоторых пределов) способствует улучшению экономичности работы двигателя.

Параметры остаточных газов:

Величина давления остаточных газов =0,13 МПа, так как большие значения принимаются для быстроходных двигателей легковых автомобилей, имеющих мощный глушитель на выхлопе.

---

А температура остаточных газов =1100 К. При этом высшие пределы соответствуют большей быстроходности двигателя.

Подогрев свежего заряда от стенок:

Так как двигатель быстроходный, подогрев свежего заряда будет равен: =20 К;

Коэффициент наполнения цилиндра:

Двигатель является быстроходным, отсутствует надув, подогрев свежего заряда осуществляется от стенок, = 0,850.

Показатель политропы сжатия:

Величина увеличивается с повышением быстроходности двигателя, с уменьшением отношения поверхности охлаждения к объему цилиндра (т.е. с увеличением диаметра).

=1,39.

Показатель политропы расширения

Величина зависит в основном от интенсивности охлаждения цилиндра, догорания топлива, утечек газа через неплотности, снижается с увеличением быстроходности двигателя, =1,30.

Коэффициент использования тепла при сгорании:

Величина коэффициента использования тепла топлива зависит в основном от формы камеры сгорания двигателя, способа смесеобразования, коэффициента избытка воздуха, быстроходности двигателя, интенсивности охлаждения головки блока и цилиндров.

Повышение значений достигается за счет сокращения потерь тепла в стенки, выбора рациональной формы камеры сгорания, оптимального значения коэффициента избытка воздуха.

=0,94.


Коэффициент скругления индикаторной диаграммы:

Учитывает отклонения действительного процесса от расчетного цикла вследствие конечных скоростей сгорания, а также опережения зажигания и предварения выпуска.

---

=0,97.

Отношение хода поршня к диаметру цилиндра:

Уменьшение величины (большая короткоходность) двигателя способствует снижению массы и высоты двигателя, увеличению индикаторного КПД и коэффициента наполнения, а также снижению средней скорости поршня и износов деталей цилиндропоршневой группы. Однако при этом возрастают газовые нагрузки на детали цилиндропоршневой группы, ухудшается смесеобразование и увеличивается габаритная длина двигателя.

= 1.

Двигатель 6-ти цилиндровый.
2.2 Методика теплового расчета
2.2.1. Определение параметров конца впуска

Коэффициент остаточных газов:

.

Температура газов в конце впуска:

, К.

Давление газов в конце впуска:

, МПа.

2.2.2. Определение параметров конца сжатия

Давление газов в конце сжатия:

, МПа.

Температура газов в конце сжатия:

, К.

2.2.3. Определение параметров конца сгорания

Теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1 кг топлива:

– в киломолях:

, ;

– в килограммах:

, .

Количество свежей смеси перед сгоранием:

– для двигателей с искровым зажиганием:

, ;

Состав и количество продуктов сгорания

– при :

,

---

;

, ;

, ;

, ;

, ;

, .

Потеря низшей теплоты сгорания топлива вследствие теоретического недостатка воздуха (определяется только при ):

, .

Химический и действительный коэффициенты молекулярного изменения:

, .

Средняя мольная теплоемкость свежей смеси перед сгоранием:

, .

Коэффициенты для определения средней мольной теплоемкости продуктов сгорания:

– при :

,

;

Средняя мольная теплоемкость остаточных газов перед сгоранием:

, .

Температура газов в цилиндре в конце сгорания (в К) находится из уравнения сгорания, имеющего вид:

– для двигателей с искровым зажиганием:

;

Выражение после подстановки численных значений известных величин превращается в квадратное уравнение вида:

,

где a,b

---