Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 489
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТАвтотракторный факультетКафедра “Двигатели внутреннего сгорания”Курсовая работапо дисциплине “Автомобильные двигатели”Тема: “Тепловой и динамический расчет двигателя”Минск 2009СодержаниеВведение1. Исходные данные для теплового расчета поршневого двигателя внутреннего сгорания2. Тепловой расчет и определение основных размеров двигателя2.1 Процесс наполнения2.2 Процесс сжатия2.3 Процесс сгорания2.4 Процесс расширения2.5 Процесс выпуска2.6 Индикаторные показатели2.7 Эффективные показатели2.8 Размеры двигателя2.9 Сводная таблица результатов теплового расчетa2.10 Анализ полученных результатов3. Динамический расчет3.1 Построение индикаторной диаграммы3.2 Развертка индикаторной диаграммы в координатах 3.3 Построение диаграмм сил 3.4 Построение диаграммы суммарного крутящего момента4. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя5. Воздушный фильтр ЗИЛ-433100ЗаключениеЛитератураВведениеТепловой 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 сгоранияПрототип двигателя ЗИЛ - 645
Номинальная мощность 145Частота вращения коленчатого вала 2900Число цилиндров 8 Степень сжатия 18,5 Тактность 4Коэффициент избытка воздуха 1,73Отношение хода поршня к диаметру цилиндра 1,052. Тепловой расчет и определение основных размеров двигателя2.1 Процесс наполненияВ 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 наполнения2.2 Процесс сжатияДавление в конце сжатия .Температура в конце сжатия .В этих формулах - показатель политропы сжатия, который для автотракторных двигателей находится в пределах .2.3 Процесс сгоранияТеоретически 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 расширенияСтепень 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 выпускаПараметрами 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 показателиСреднее 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 показателиМеханический КПД дизельного двигателя . Принимаем .Тогда среднее эффективное давление
Номинальная мощность 145Частота вращения коленчатого вала 2900Число цилиндров 8 Степень сжатия 18,5 Тактность 4Коэффициент избытка воздуха 1,73Отношение хода поршня к диаметру цилиндра 1,052. Тепловой расчет и определение основных размеров двигателя2.1 Процесс наполненияВ 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 наполнения2.2 Процесс сжатияДавление в конце сжатия .Температура в конце сжатия .В этих формулах - показатель политропы сжатия, который для автотракторных двигателей находится в пределах .2.3 Процесс сгоранияТеоретически 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 расширенияСтепень 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 выпускаПараметрами 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 показателиСреднее 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 показателиМеханический КПД дизельного двигателя . Принимаем .Тогда среднее эффективное давление