Аналіз та обґрунтування конструктивних рішень та параметрів двигуна внутрішнього згорання. Вибір вихідних даних для теплового розрахунку. Індикаторні показники циклу. Розрахунок процесів впускання, стиску, розширення. Побудова індикаторної діаграми.
Двигун внутрішнього згорання (скорочено ДВС) - це тип двигуна, теплової машини, в якій хімічна енергія палива (звичайно застосовується рідке або газоподібне вуглеводневе паливо), згораючи в робочій зоні, перетворюється в механічну роботу. Незважаючи на те, що ДВС відносяться до відносно недосконалому типу теплових машин (громіздкість, сильний шум, токсичні викиди і необхідність системи їх відведення, відносно невеликий ресурс, необхідність охолодження і змащення, висока складність у проектуванні, виготовленні і обслуговуванні, складна система запалювання, велике кількість зношуються частин, високе споживання пального і т. д.), завдяки своїй автономності (використовуване паливо містить набагато більше енергії, ніж найкращі електричні акумулятори), ДВС дуже широко поширені, особливо на транспорті. Також карбюраторні двигуни поділяються на двигуни без наддуву або атмосферні, у яких впускання повітря або горючої суміші здійснюється за рахунок розрядження в циліндрі при всмоктуючому ході поршня; двигуни з наддувом, у яких впускання повітря або горючої суміші в робочий циліндр відбувається під тиском, створюваним турбокомпресором, з метою збільшення заряду повітря і отримання підвищеної потужності і ККД двигуна.Виконуємо тепловий розрахунок для карбюраторного чотирьохтактного двигуна ВАЗ 21-08, який встановлюється на легковому автомобілі ВАЗ 21-08, який має свої характерні особливості. Камера згоряння повинна забезпечити високу наповнення циліндра, ефективність протікання процесу згоряння (з найменшою токсичністю продуктів згоряння та використання виділилася теплоти), а також високу ступінь очищення від відпрацьованих газів і наповнення циліндрів свіжим зарядом, оптимальну ступінь турбулізації на впуску і стиску, можливість підвищення ступеня стиснення при одночасному зниженні схильності до детонаційному горіння, зменшення тривалості горіння.Приймається середнє значення Т0=293 К. Тиск залишкових газів Pr, МПА, визначається тиском навколишнього середовища, в яку відбувається випуск відпрацьованих газів і оборотами двигуна . При збільшенні a і e - Tr знижується, а при збільшенні n збільшується. При зменшенні діаметра впускного клапана і збільшенні n, середня швидкість Wкл збільшується. При підвищенні n збільшується і n1; при підвищенні середньої температури процесу стиснення n1 - зменшується; зі зменшенням інтенсивності охолодження двигуна n1 - збільшується; із зменшенням відносини поверхні охолодження до обсягу циліндра n1 - збільшується.Тиск свіжого заряду в кінці процесу впускання, МПА , де r0 - плотність повітря де R = 287 Дж/(кг?К) - газова стала повітря; Для чотирьохтактних бензинових двигунів г=0,06-0,10. Температура свіжого заряду в кінці процесу впускання, КТиск робочої суміші в кінці процесу, МПАОксид вуглецю: Диоксид вуглецю: Водень, що не прореагував з киснем: Водяна пара: Азот повітря: Сумарна кількість продуктів сгоряння, кмоль/кг 2.5 Розрахунок процесу сгорання а) Рівняння процесу згоряння в карбюраторному двигуні має вигляд: , где Hu’ - нижча теплота сгоряння суміші, КДЖ/кг, з врахуванням хімічної неповноти сгоряня при a <1. Після підстановки теплоємності у вигляді лінійної залежності від температури у рівняння сгоряння, останнє обертається у квадратне відносно tz Рішенням рівняння сгоряння буде температура сгоряння у точці z, 0С Максимальна температура для бензинових двигунів знаходиться у границях Tz=2300-2900К.Тиск газів у кінці процесу розширення, МПА де д - ступінь подальшого розширення. Для карбюраторних двигунів тиск у кінці розширення знаходиться в межах рв=0,35-0,5 МПА.Середній індикаторний тиск, МПА Індикаторна потужність двигуна, КВТ де i - число циліндрів, ф - кількість тактів у двигуні. Індикаторний ККД для двигунів, працюючих на рідкому паливіСередній тиск механічних витрат, МПА де Ам и Вм - дослідні коефіцієнти. Для бензинових двигунів з числом циліндрів до 6 та з S/D<1 Ам = 0.034; Вм = 0.0113. Для чотирьохтактних бензинових двигунів рм=0,14-0,25 МПА. Для чотирьохтактних бензинових двигунів ре=0,6-1 МПА. Ефективна потужність, КВТ де t - коефіцієнт тактності для чотирьохтактних бензинових двигунів, t = 4.Значення тиску знаходимо по формулам: а) для процесу стиску Розрахункову індикаторну діаграму скругляємо, так як в реальному двигуні за рахунок випередження запалювання робочої суміші запалюється до приходу поршня в в.м.т. і підвищує тиск кінця процесу стискання; процес видимого згоряння відбувається при постійно змінюваному обсязі; дійсний тиск кінця процесу видимого згорання рzд= МПА.В результаті проведеного розрахунку отримані наступні результати: • максимальна потужність при частоті обертання 5600 хв-1 - 64,1256 КВТ; • крутний момент при частоті обертання колінчастого вала 5600 хв-1, 109 Нм; • середній індикаторний тиск МПА; Таким чином, після проведених розрахунків, отримано збільшення ефективної потужності розроблюваного двигуна. За результатами розрахунку побудована індикаторна діаграма.
План
Зміст
Вступ
1. Аналіз та обґрунтування конструктивних рішень та параметрів двигуна
2. Тепловий розрахунок
2.1 Вибір і обгрунтування вихідних даних для теплового розрахунку
2.2 Розрахунок процесу впускання
2.3 Розрахунок процесу стиску
2.4 Розрахунок матеріального балансу
2.5 Розрахунок процесу згоряння
2.6 Розрахунок процесу розширення
2.7 Індикаторні показники циклу
2.8 Ефективні показники
3. Побудова індикаторної діаграми
Висновок
Перелік посилань
Вывод
В результаті проведеного розрахунку отримані наступні результати: • максимальна потужність при частоті обертання 5600 хв-1 - 64,1256 КВТ;
• крутний момент при частоті обертання колінчастого вала 5600 хв-1, 109 Нм;
• середній індикаторний тиск МПА;
• питома індикаторний витрата палива г / (КВТ • год);
• літрова потужність КВТ / л.
Таким чином, після проведених розрахунків, отримано збільшення ефективної потужності розроблюваного двигуна. За результатами розрахунку побудована індикаторна діаграма.
2. Автомобільні двигуни. Теорія робочого циклу, система живлення і наддування, динаміка і зрівноваженість: Учеб. Посібник/Тимченко І.І. - К: УМКВО. 1990. 256 с.
3. Теорія двигунів внутрішнього згоряння/ Під ред.. Н.Х. Дяченко. Л.: Машинобудування, 1974. - 552 с.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
