Выбор топлива, определение его теплоты сгорания

Стр 1 из 5Следующая ⇒

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 сжатия

По опытным данным при жидкостном охлаждении величина показателя политропы сжатия для бензиновых двигателей:

Давление и температура конца процесса сжатия определяются из уравнения политропы с постоянным показателем :

	(1.17)

	(1.18)

Расчет параметров процесса расширения и выпуска

По опытным данным средние значения величины при номинальной нагрузке:

Давление и температура конца процесса расширения:

	(1.33)

	(1.34)

Правильность предварительного выбора температуры остаточных газов проверяется с помощью выражения:

	(1.35)

Погрешность менее 10%, соответственно температура остаточных газов выбрана верно.

Динамический расчет КШМ двигателя

Расчет сил давления газов

Сила давления газов, Н:

(3.1)

где – атмосферное давление, МПа;

, – абсолютное и избыточное давление газов над поршнем в рассматриваемый момент времени, МПа;

– площадь поршня, м²;

	(3.2)

Величины снимаются с развернутой индикаторной диаграммы для требуемых φ и заносятся в сводную табл. 3.1 динамического расчета. Соответствующие им силы рассчитываются по формуле (3.1) и также заносятся в табл. 3.1

Для определения сил непосредственно по развернутой индикаторной диаграмме, а также для случая, когда на ее координатной сетке строятся графики других сил, масштаб диаграммы пересчитывается. Если кривая построена в масштабе (МПа в мм), то масштаб этой же кривой для будет:

	(3.3)

Расчет сил инерции

Силы инерции, действующие в КШМ, в соответствии с характером движения приведенных масс подразделяются на силы инерции поступательно движущихся масс , и центробежные силы инерции вращающихся масс , Н:

	(3.8)
	(3.9)

где j – ускорение поршня, м/с²;

– угловая скорость вращения коленчатого вала для расчетного режима;

	(3.10)

Для рядного двигателя центробежная сила инерции является результирующей двух сил:

силы инерции вращающихся масс шатуна

	(3.11)

и силы инерции вращающихся масс кривошипа

	(3.12)

Силы , рассчитанные для требуемых положений кривошипа (углов φ ), заносятся в табл. 3.1.

Заключение

В данном курсовом проекте мы систематизировал и закрепил наши знания, полученные при изучении теоретического курса дисциплины «Силовые установки транспортных средств», а также освоил методику и получил практические навыки теплового и динамического расчета автомобильного двигателя.

Литература

1. Автомобильные двигатели / Под. ред. М.С. Ховаха - М.: Машиностроение, 1977.-591с.

2. Артамонов М.Д. и др. Основы теории и конструирования автомобильных двигателей. - М.: Высш. шк., 1976. - 132 с.

3. Болтинский В.Н. Теория, конструирование и расчет тракторных и автомобильных двигателей. - М.: Сельхозиздат, 1962. - 390 с.

4. Двигатели внутреннего сгорания. Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей / Под ред. А.С. Орлина и М.Г. Круглова. — М.: Машиностроение, 1984. - 383 с.

5. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей / Под ред. А.С. Орлина и М.Г. Круглова. - М.: Машиностроение, 1983. - 375 с.

6. Железко Б.Е. и др. Расчет и конструирование автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пособие для вузов. - Мн.: Вышэйшая школа, 1987. - 247 с.

7. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей:

Учеб. пособие для вузов. - М.: Высш. шк., 2003. - 496 с.

8. Попык К.Г. Конструирование и расчет автомобильных и тракторных двигателей.- М.: Высш. шк., 1968. - 389 с.