Индикаторные и эффективные показатели.

Процессы впуска и выпуска.

Плотность свежего заряда r0 (кг/м3) на впуске приблизительно равна плотности воздух:

где p0 – давление окружающего воздуха, p0 = 0, 1 МПа;

Rв – газовая постоянная, для воздуха Rв = 287 Дж /(кг× К);

Т0 – температура окружающего воздуха, Т0 = 293 К.

Давление в конце впуска, МПа:

где D pа – потери давления при впуске, МПа;

(b 2+xа) – суммарный коэффициент, учитывающий гашение скорости b 2 и сопротивление впускной системы, отнесенной к сечению в клапане xа, b 2+xа = 2, 8;

ω а – средняя скорость заряда в проходном сечении клапана,

ω а = 95 м/с.

Коэффициент остаточных газов, характеризующий полноту очистки цилиндров от продуктов сгорания:

 

 

где pr–давление остаточных газов в конце впуска, pr=1.18·p0 =1.18·0.1=0.118 МПа;

Тr – температура остаточных газов, Тr =1060 К;

DТ – температура заряда в процессе впуска, DТ = 8 К.

Температура газов в конце впуска, К.

К.

Коэффициент наполнения, характеризующий степень наполнения цилиндра свежим зарядом.

 

1.2 Процесс сжатия.

 

Давление pс (МПа) и температура Тс (К) в конце сжатия:

где n₁ – средний показатель политропы сжатия, n₁ =1, 383.

 

Процесс сгорания.

Теоретически необходимое количество воздуха L₀ (кмоль) для сгорания 1 кг жидкого топлива:

где С, Н, О – элементарный состав топлива, С = 0, 855; Н = 0, 145; O = 0.

 

 

 

Количество горючей смеси, участвующее при сгорании 1 кг топлива, (кмоль)

 

где m _i – средняя малярная масса бензина, m _i =115 кг/ кмоль;

a - коэффициент избытка воздуха, a = 0, 96.

 

Суммарное количество продуктов сгорания, полученное при сгорании 1 кг топлива (кмоль):

Коэффициенты молекулярного изменения горючей m₀ и рабочей m смеси:

 

 

Теплота не выделившаяся вследствие неполного сгорания бензина,

 

Средняя молярная изохорная теплоемкость рабочей смеси в интервале температур от 0 до Т_с, кДж/(кмоль× К):

 

 

Средняя молярная изохорная теплоемкость продуктов сгорания дизельного топлива, кДж/(кмоль× К).

= (18, 4+2, 6·0, 96) + (15, 5+13, 8·0, 96)*10^-4T_z=

=20, 16+28, 748·10^-4T_z

Средняя молярная изобарная теплоемкость продуктов сгорания С^² _mp или свежего заряда С¢ _mp, кДж/(кмоль× К):

 

где 8, 314 – универсальная газовая постоянная, кДж/(кмоль× К).

 

 

Температура газов в конце сгорания Т_z определяется из уравнения сгорания:

ε – коэффициент использования теплоты, 0, 9 [1]

H_и – низшая теплота сгорания H_и =44, 0 МДж/кг

 

получаем

0, 0032T²_z+22, 25T_z –87376, 669=0

 

Отсюда температура газов в конце сгорания, К,

Tz = 2799, 71

Следовательно, кДж/(кмоль× К)

= =28, 945 кДж/(кмоль× К)

 

Давление в конце сгорания, расчетное pz и действительное p¢ z, МПа:

P^' _z = 0.85P_z

 

Степень повышения давления для карбюраторных ДВС

Процесс расширения.

 

Давление в конце расширения, МПа:

где n₂ – средний показатель политропы расширения, n₂ = 1, 25.

 

Температура газа в конце расширения, К :

 

Расчетная температура остаточных газов, К :

Индикаторные и эффективные показатели.

Индикаторные показатели.

Среднее теоретическое индикаторное давление, МПа:

Действительное среднее индикаторное давление, МПа,

где j - коэффициент полноты индикаторной диаграммы, j = 0, 92.

 

Удельный индикаторный расход топлива q_i (г/(кВт× ч)) и индикаторный КПД h_i:

где 3600 – тепловой эквивалент мощности, кДж/(кВт× ч);

r - плотность воздуха, r = 1, 189 кг/м³;

Н_И – теплота сгорания топлива, Н_И = 44, 0 МДж/кг.

Эффективные показатели ДВС.

Для определения p_е необходимо знать среднее механических

потерь p_М, МПа:

 

где а, в – эмпирические коэффициенты, а = 0, 034, в = 0, 0113;

ω _n – средняя скорость поршня, ω _n =13, 8 м/с.

 

Среднее эффективное давление p_е (МПа) и механический КПД h_М:

Эффективный КПД η _е и удельный эффективный расход топлива q_е, г/(кВтּ ч):

Основные размеры и параметры.

 

Рабочий объем цилиндров (iV_h) и одного цилиндра (V_h), л,

Ход поршня S и диаметр цилиндра d, мм,

ψ – коэффициент характеризующий отношение S/d ψ =1

 

Полученные размеры S и d округляют S – до числа кратного 5 или 2мм; d- до числа кратного 2мм.

Примем S=88 мм d=88 мм

 

 

По окончательно принятым значениям S и d уточняем основные параметры ДВС:

где V_а - полный объем цилиндра ДВС, л;

V_c - объем камеры сгорания, л;

М_е – крутящий момент на коленчатом валу, Нּ м

G_T – расход топлива, кг/ч;

 

Литровая мощность N_л (кВт):

Тепловой баланс.

Уравнение ТБ, кДж/ч (%)

Общее количество теплоты, полученное от сгораниятоплива вцилиндрах (кДж/ч),

Теплота (кДж/ч, %), эквивалентная эффективной мощности N_e (кВт),

Теплота, отданная охлаждающей воде (кДж/кг, %),

где G_в – масса воды проходящей через ДВС за 1ч, кг=4875,

С_в – массовая теплоемкость воды, С_в = 4, 19 кДж/(кгּ °С);

t_вых, t_вх – температура воды на выходе из ДВС и входе соответственно, t_вых – t_вх = 8 °С.

 

Теплота, теряемая с отработавшими газами (кДж/ч, %),

где G_TM₂C^{´ ´} _трt^´ _r – количество теплоты, удаленное из цилиндров с отработавшими газами, кДж/ч;

G_TM₁C^´ _трt₁ – количество теплоты, введенное в цилиндры ДВС со свежим зарядом, кДж/ч;

t^´ _r – средняя температура отработавших газов, измеренная за выпускным патрубком, º С, = 1095, 22-75-273=747, 22

Тr – температура газов в конце выпуска, К;

t₁ – температура свежего заряда при впуске в цилиндр ДВС, º С,

t₁ = 293+8-273=28

T_o+∆ T – температура свежего заряда при впуске с учетом его подогрева, К.

 

Теплота, теряемая вследствие неполноты сгорания топлива, кДж/ч, %:

 

 

Остаточный член топливного баланса, кДж/кг, %:

 

 

Кривошипная головка

максимальная сила инерции

 

 

момент сопротивления

момент инерции вкладыша и крышки

напряжение изгиба крышки и вкладыша

 

 

Стержень шатуна.

 

площадь и моменты инерции

 

=

 

средние напряжен и амплитуды цикла

 

запас прочности

 

Шатунные болты

 

сила предварительной затяжки

суммарная сила, растягивающая болт

максимальные и минимальные напряжения, возникающие в болте

 

 

среднее напряжение и амплитуда цикла

 

 

запас прочности

 

Реферат

Курсовой проект по курсу «Автомобильные двигатели» включает в себя пояснительную записку и графическую часть.

Пояснительная записка включает в себя 24 листа печатного текста, включая 6 таблиц, выполненных на формате А4 и 6 рисунков, выполненных на миллиметровой бумаге.

Графическая часть состоит из одного чертежа А1: шатун с деталировкой.

В пояснительной записке произведен тепловой расчет, кинематический и динамический расчеты двигателя ЗМЗ-24, так же произведен расчет износа шатунной шейки и выполнен расчет шатунной группы.

 

Литература

 

1. Дуров А.В. «Двигатели лесотранспортных машин».Тепловой расчет: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. – Архангельск: РИО АЛТИ, 1988г.-33с.

 

2. Пустошный П.А. «Автомобильные двигатели». Методические указания к выполнению контрольных работ и курсового проекта для студентов и заочников специальности 1505.-Архангельск: РИО АЛТИ, 1988г.-33с.

 

3. Расчет и конструирование автомобильных и транспортных двигателей: Учебное пособие для вызов. Б.Е.Железко, В.М.Адамов, Н.К. Русецкий, Г.Я.Якубенко, - Минск: Высшая школа, 1987г.-247с.

 

Оглавление

1. Определение параметров рабочего процесса двигателя 1

2. Индикаторные и эффективные показатели 5

3. Основные размеры и параметры 6

4. Построение индикаторной диаграммы 7

5. Внешняя скоростная характеристика 8

6. Тепловой баланс 9

7. Кинематический расчет двигателя 11

8. Динамический расчет двигателя 13

9. Построение графика суммарного момента в зависимости-

от угла поворота коленчатого вала и определение 15

среднего значения крутящего момента

10. Построение полярной и развернутой диаграммы

результирующей силы R_шш, действующей на шатунную 15

шейку кривошипа и диаграммы износа шатунной шейки

11. Описание конструктивного узла 16

12. Расчет конструктивного узла. шатунная

группа. 18

 

Процессы впуска и выпуска.

Плотность свежего заряда r0 (кг/м3) на впуске приблизительно равна плотности воздух:

где p0 – давление окружающего воздуха, p0 = 0, 1 МПа;

Rв – газовая постоянная, для воздуха Rв = 287 Дж /(кг× К);

Т0 – температура окружающего воздуха, Т0 = 293 К.

Давление в конце впуска, МПа:

где D pа – потери давления при впуске, МПа;

(b 2+xа) – суммарный коэффициент, учитывающий гашение скорости b 2 и сопротивление впускной системы, отнесенной к сечению в клапане xа, b 2+xа = 2, 8;

ω а – средняя скорость заряда в проходном сечении клапана,

ω а = 95 м/с.

Коэффициент остаточных газов, характеризующий полноту очистки цилиндров от продуктов сгорания:

 

 

где pr–давление остаточных газов в конце впуска, pr=1.18·p0 =1.18·0.1=0.118 МПа;

Тr – температура остаточных газов, Тr =1060 К;

DТ – температура заряда в процессе впуска, DТ = 8 К.

Температура газов в конце впуска, К.

К.

Коэффициент наполнения, характеризующий степень наполнения цилиндра свежим зарядом.

 

1.2 Процесс сжатия.

 

Давление pс (МПа) и температура Тс (К) в конце сжатия:

где n₁ – средний показатель политропы сжатия, n₁ =1, 383.

 

Процесс сгорания.

Теоретически необходимое количество воздуха L₀ (кмоль) для сгорания 1 кг жидкого топлива:

где С, Н, О – элементарный состав топлива, С = 0, 855; Н = 0, 145; O = 0.

 

 

 

Количество горючей смеси, участвующее при сгорании 1 кг топлива, (кмоль)

 

где m _i – средняя малярная масса бензина, m _i =115 кг/ кмоль;

a - коэффициент избытка воздуха, a = 0, 96.

 

Суммарное количество продуктов сгорания, полученное при сгорании 1 кг топлива (кмоль):

Коэффициенты молекулярного изменения горючей m₀ и рабочей m смеси:

 

 

Теплота не выделившаяся вследствие неполного сгорания бензина,

 

Средняя молярная изохорная теплоемкость рабочей смеси в интервале температур от 0 до Т_с, кДж/(кмоль× К):

 

 

Средняя молярная изохорная теплоемкость продуктов сгорания дизельного топлива, кДж/(кмоль× К).

= (18, 4+2, 6·0, 96) + (15, 5+13, 8·0, 96)*10^-4T_z=

=20, 16+28, 748·10^-4T_z

Средняя молярная изобарная теплоемкость продуктов сгорания С^² _mp или свежего заряда С¢ _mp, кДж/(кмоль× К):

 

где 8, 314 – универсальная газовая постоянная, кДж/(кмоль× К).

 

 

Температура газов в конце сгорания Т_z определяется из уравнения сгорания:

ε – коэффициент использования теплоты, 0, 9 [1]

H_и – низшая теплота сгорания H_и =44, 0 МДж/кг

 

получаем

0, 0032T²_z+22, 25T_z –87376, 669=0

 

Отсюда температура газов в конце сгорания, К,

Tz = 2799, 71

Следовательно, кДж/(кмоль× К)

= =28, 945 кДж/(кмоль× К)

 

Давление в конце сгорания, расчетное pz и действительное p¢ z, МПа:

P^' _z = 0.85P_z

 

Степень повышения давления для карбюраторных ДВС

Процесс расширения.

 

Давление в конце расширения, МПа:

где n₂ – средний показатель политропы расширения, n₂ = 1, 25.

 

Температура газа в конце расширения, К :

 

Расчетная температура остаточных газов, К :

Индикаторные и эффективные показатели.

Индикаторные показатели.

Среднее теоретическое индикаторное давление, МПа:

Действительное среднее индикаторное давление, МПа,

где j - коэффициент полноты индикаторной диаграммы, j = 0, 92.

 

Удельный индикаторный расход топлива q_i (г/(кВт× ч)) и индикаторный КПД h_i:

где 3600 – тепловой эквивалент мощности, кДж/(кВт× ч);

r - плотность воздуха, r = 1, 189 кг/м³;

Н_И – теплота сгорания топлива, Н_И = 44, 0 МДж/кг.

Эффективные показатели ДВС.

Для определения p_е необходимо знать среднее механических

потерь p_М, МПа:

 

где а, в – эмпирические коэффициенты, а = 0, 034, в = 0, 0113;

ω _n – средняя скорость поршня, ω _n =13, 8 м/с.

 

Среднее эффективное давление p_е (МПа) и механический КПД h_М:

Эффективный КПД η _е и удельный эффективный расход топлива q_е, г/(кВтּ ч):

123Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. АБСОЛЮТНЫЕ И ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ СТАТИСТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ. ВЫЧИСЛЕНИЕ СРЕДНИХ ЗНАЧЕНИЙ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ.
2. Индикаторные показатели цикла
3. Макроэкономические показатели. Понятие национального продукта (ВНП) и подходы к его измерению
4. Объемно-стоимостные показатели.
5. Основные демографические показатели.
6. Ряды динамики. Основные показатели изменения уровней ряда. Средние показатели.
7. Тема 1. Национальная экономика: основные результаты и показатели.
8. Частные демографические показатели.
9. Экономическая безопасность как система: критерии и показатели.