Файл: Тепловой и динамический расчет двигателя.rtf

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Автотракторный факультет

Кафедра “Двигатели внутреннего сгорания”


Курсовая работа

по дисциплине “Автомобильные двигатели”

Тема: “Тепловой и динамический расчет двигателя”

Минск 2009
Содержание
Введение

1. Исходные данные для теплового расчета поршневого двигателя внутреннего сгорания

2. Тепловой расчет и определение основных размеров двигателя

2.1 Процесс наполнения

2.2 Процесс сжатия

2.3 Процесс сгорания

2.4 Процесс расширения

2.5 Процесс выпуска

2.6 Индикаторные показатели

2.7 Эффективные показатели

2.8 Размеры двигателя

2.9 Сводная таблица результатов теплового расчетa

2.10 Анализ полученных результатов

3. Динамический расчет

3.1 Построение индикаторной диаграммы

3.2 Развертка индикаторной диаграммы в координатах

3.3 Построение диаграмм сил

3.4 Построение диаграммы суммарного крутящего момента

4. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя

5. Воздушный фильтр ЗИЛ-433100

Заключение

Литература
Введение
Тепловой расчет двигателя служит для определения параметров рабочего тела в цилиндре двигателя, а также оценочных показателей рабочего процесса, для оценки мощностных и экономических показателей, позволяющих оценить мощность и расход топлива.

В основе методики расчета лежит метод В.И. Гриневецкого, в дальнейшем усовершенствованный Е.К. Мазингом, Н.Р. Брилингом, Б.С. Стечкиным и др.

Задачей динамического расчета является определение сил, действующих в механизмах преобразования энергии рабочего тела в механическую работу двигателя.

В настоящей работе тепловой и динамический расчеты выполняются для режима номинальной мощности.
1. Исходные данные для теплового расчета поршневого двигателя внутреннего сгорания
Прототип двигателя ЗИЛ - 645

---

Номинальная мощность 145

Частота вращения коленчатого вала 2900

Число цилиндров 8

Степень сжатия 18,5

Тактность 4

Коэффициент избытка воздуха 1,73

Отношение хода поршня к диаметру цилиндра 1,05
2. Тепловой расчет и определение основных размеров двигателя
2.1 Процесс наполнения
В результате данного процесса цилиндр двигателя (рабочая полость) наполняется свежим зарядом. Давление и температура окружающей среды принимаются: , .

Давление остаточных газов в зависимости от типа двигателя . Принимаем .

Температура остаточных газов выбирается в зависимости от типа двигателя с учетом того, что для дизельных двигателей она изменяется в пределах . Принимаем .

В зависимости от типа двигателя температура подогрева свежего заряда
.
Принимаем .

Давление в конце впуска . Принимаем .

Величина потери давления на впуске , для дизелей, колеблется в пределах . Принимаем

Коэффициент остаточных газов
.
Величина коэффициента остаточных газов для дизеля изменяется в пределах

---

.

Температура в конце впуска
.
Величина для двигателей с наддувом находится в пределах
.
Коэффициент наполнения

2.2 Процесс сжатия
Давление в конце сжатия
.
Температура в конце сжатия
.
В этих формулах - показатель политропы сжатия, который для автотракторных двигателей находится в пределах .
2.3 Процесс сгорания
Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг жидкого топлива
.
Средний элементарный состав дизельного топлива принимают:

Количество свежего заряда для дизельного двигателя
.
Количество продуктов сгорания при работе двигателей на жидком топливе при
.
Теоретический коэффициент молекулярного изменения
.
Действительный коэффициент молекулярного изменения
.

---

Величина μ для дизелей изменяется в пределах .

Низшую теплоту сгорания дизельного топлива принимаем:

.

Средняя мольная теплоемкость свежего заряда
.
Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания для дизелей

Значения коэффициента использования теплоты при работе дизельного двигателя на номинальном режиме следующие . Принимаем .

Максимальная температура сгорания подсчитывается по уравнению
(1)
Степень повышения давления
.
Величину степени повышения давления для дизелей с неразделенными камерами сгорания и объемным смесеобразованием выбирают в следующих пределах: . Принимаем .

Решая уравнение (1), находим :
,

,

.
Величина теоретического максимального давления цикла и степень повышения давления:

Численное значение степени повышения давления k при неразделенной камере сгорания . Принимаем .

Действительное давление
,

.
2.4 Процесс расширения
Степень предварительного расширения для дизельных двигателей

Степень последующего расширения
.
Давление в конце расширения
.
Величина среднего показателя политропы расширения для дизельных двигателей

---

.
Температура в конце расширения
.
2.5 Процесс выпуска
Параметрами процесса выпуска ( и ) задаются в начале расчета процесса впуска. Правильность предварительного выбора величин и проверяется по формуле профессора Е. К. Мазинга:
.
Погрешность вычислений составляет
.
Т.к. погрешность вычислений не превышает 10% ,то величина выбрана правильно.
2.6 Индикаторные показатели
Среднее индикаторное давление теоретического цикла для дизельных двигателей подсчитывается по формуле:

Среднее индикаторное давление действительного цикла
,
где – коэффициент полноты диаграммы, который принимается для дизельных двигателей . Принимаем .

Величина для дизельных двигателей без наддува может изменяться .

Индикаторный КПД для дизельных двигателей подсчитывается по формуле
.
Удельный индикаторный расход топлива определяется по уравнению
.
Величина индикаторного КПД для автотракторных дизельных двигателей .
2.7 Эффективные показатели
Механический КПД дизельного двигателя . Принимаем .

Тогда среднее эффективное давление

---