Описание особенностей прототипа двигателя внутреннего сгорания, его тепловой расчет. Разработка нового двигателя внутреннего сгорания, на основе существующего ГАЗ-416. Построение индикаторной диаграммы по показателям циклов. Модернизация данного проекта.
Механическую энергию, необходимую для привода в действие различных машин, можно получить путем использования тепловой, гидравлической, солнечной энергии и энергии ветра. Наиболее широко используют тепловую энергию, получаемую из органического и ядерного топлива. При химических реакциях углеводородов топлива с кислородом воздуха можно легко использовать часть выделяющейся теплоты для превращения ее в механическую работу. Эти двигатели отличаются компактностью, высокой экономичностью и долговечностью и применяются во всех отраслях народного хозяйства.Основными показателями, характеризующими качество двигателей внутреннего сгорания являются следующие: Надежность всех элементов конструкции. Степень совершенства преобразования тепловой энергии в механическую работу: она оценивается КПД или удельным расходом топлива, представляющим собой количество топлива, расходуемого в единицу времени на единицу мощности. Мощность двигателя, отнесенная к единице рабочего объема цилиндра. Перспективность конструкции, позволяющая производить дальнейшую ее модернизацию путем форсирования двигателя и повышение его показателей в соответстствии с уровнем развития техники. Основные показатели двигателя, рассчитанного на базе двигателя ГАЗ-416 приведены в таблице 1.Так как прототипом проектируемого двигателя является серийно выпускаемый двигатель, то для снижения расходов на модернизацию производства, сохранения максимально возможной унификации с прототипом, оставляем карбюраторный двигатель как наиболее массовый для применения на легковых автомобилях. Поскольку требуется обеспечить мощность проектируемого двигателя большей на 10% мощности прототипа, принимаем e=8,4. Для проектируемого двигателя отношение S/D принимаем равным 0,11/0,082. Для грузовых автомобилей с КБД n=(2000?6000) мин-1.Принимаем n=2800 мин-1. Эффективность протекания процесса сгорания (с наименьшей токсичностью продуктов сгорания и использования выделившейся теплоты), а также высокую степень очистки от отработавших газов и наполнение цилиндров свежим зарядом, оптимальную степень турбулизации на впуске и сжатии, возможность повышения степени сжатия при одновременном снижении склонности к детонационному горению, уменьшение длительности горения.На основе установленных исходных данных (тип двигателя, мощность, частота вращения коленчатого вала, число и расположение цилиндров, отношение S/D , степень сжатия) проводят тепловой расчет двигателя, в результате которого определяют основные энергетические, экономические и конструктивные параметры двигателя.Теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1 кг жидкого нефтяного топлива. где: C=0,85; H=0,15; O=0-элементарный состав топлива. Количество свежего заряда, кмоль где: =0,9-коэффициент избытка воздуха; Средняя мольная изохорная теплоемкость продуктов сгорания, КДЖ/кг?К где: - температура газов в конце процесса сгорания; Давление в конце процесса впускаУравнение процесса сгорания в карбюраторном двигателе имеет вид: . Подставим в это уравнение значение средней мольной теплоемкости продуктов сгорания, тогда получимДавление в конце процесса расширения, МПА Для карбюраторных двигателей давление в конце расширения Рв=(0,35?0,5)Мпа. Температура в конце расширения, К Для карбюраторных двигателей Тв=(1200?1500) К. Индикаторный КПД для двигателей, работающих на жидком нефтяном топливеИндикаторная диаграмма строится с целью проверки полученного аналитическим путем значения среднего индикаторного давления и получения наглядного представления протекания рабочего цикла в цилиндре рассчитываемого двигателя. Промежуточные значения давлений определяем по формулам: на линии сжатия на линии расширения где Vz=Vc для карбюраторного двигателя. Расчет промежуточных значений давлений для построения индикаторной диаграммы по приведенным выше формулам имеют следующие значения Расчетную индикаторную диаграмму скругляем, так как в реальном двигателе за счет опережения зажигания рабочая смесь воспламеняется до прихода поршня в в.м.т. и повышает давление конца процесса сжатия; процесс видимого сгорания происходит при постоянно изменяющемся объеме; действительное давление конца процесса видимого сгорания Рzд=5,126 МПА. Открытие впускного клапана до прихода поршня в н.м.т. снижает давление в конце расширения и имеет место процесс выпуска и наполнения цилиндра.Мощность, которую может развить двигатель внутреннего сгорания, зависит от количества воздуха и смешанного с ним топлива, которое может быть подано в двигатель. Увеличение мощности двигателя может быть достигнуто путем увеличения либо его рабочего объема, либо оборотов. Системы наддува, сжимающие воздух, подаваемый в камеру сгорания двигателя, и увеличивающие массу этого воздуха, позволяют повысить мощность двигателя при данных рабочем объеме и частоте вращения коленчатого вала. Для двигателей внутреннего сгорания применяются компрессоры двух типов: с механическим приводом и турбокомпрессоры, использующие энергию отработавших газов. Двигатель, оснащенный турбокомпрессором, облада
План
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Описание особенностей прототипа ДВС
2 Выбор и обоснование параметров двигателя и исходных данных для теплового расчета
3 Тепловой расчет двигателя
3.1 Материальный баланс
3.2 Процесс впуска
3.3 Процесс сжатия
3.4 Процесс сгорания
3.5 Процесс расширения
3.6 Индикаторные показатели цикла
3.7 Эффективные показатели двигателя
3.8 Построение индикаторной диаграммы
4 Модернизация двигателя
Заключение
Перечень ссылок
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
