Параметри робочого тіла. Процес стиску, згоряння, розширення і випуску. Розрахунок та побудова швидкісної характеристики двигуна, його ефективні показники. Тепловий баланс та динамічний розрахунок двигуна, розробка та конструювання його деталей.
При низкой оригинальности работы "Проект вихрокамерного 4-циліндрового дизельного двигуна для легкового автомобіля", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Інтенсивний розвиток автомобільної промисловості стимулює активізацію багатьох інших галузей. Двигун - це енергосилова мамашина, яка перетворює будь-який вид енергії в механічну роботу. Більшість сучасних автомобілів мають поршневі (теплові) двигуни (дизельні або бензинові). К кінцю 19 століття, коли була організована промислова переробка нафти, ДВЗ, працюючи на рідинному паливі, знайшли широке розповсюдження.L - довжина шатуна і - число циліндрів ? - ступінь стиску ? - коефіцієнт надлишку повітря ? - ступінь підвищення тиску Ра - тиск наприкінці впуску Рс - тиск наприкінці стиску Pb - тиск наприкінці розширення Vh - робочий обсяг одного циліндраТеоретично необхідна кількість повітря для згорання 1 кг палива у кмоль повітря на 1кг палива2.1.2 Кількість окремих компонентів продуктів сгорання при обраному ?М2 = МСО2 МН2О МО2 MN2 = 0,072 0,063 0,031 0,508 = 0,675Величина підігріву свіжого повітря ?ТА = 20 К; Температура залишкових газів Tr = 800 К; 2.3 Процес наповнення (впуску) Щільність заряду на впуску, кг/м3 ?0=р0*106/(В*Т0),деСередня мольна теплоємкість горючої суміші наприкінці процеса стискання точці “с” ?С vm = ?СVM = 20,6 0,002638 * t?с = 20,6 * 0,00263 * 681,76 = 36,937 КДЖ/(кмоль*град).Коефіцієнт молекулярної зміни горючої суміші: ?0 = М2/М1 = 0,675/0,643 = 1,05 Коефіцієнт молекулярної зміни робочої суміші: ? = (?0 ?r)/(1 ?r) = (1,05 0,022)/(1 0,022) = 1,072/1,022 =1,048Вибираємо показник політропи розширення n 2 по номограмі Ступінь попереднього розширення на ділянці z-c: ?zc =(? * Tz)/ (? * Тс) = (1,048 * 2086,741)/(1,5 * 954,76) = 1,527Середній індикаторний тиск дійсного циклу, МПАСередній тиск механічних втрат, МПА Середня швидкість поршняРобочий обсяг одного циліндра, л Обираємо відношення S/D = 1,105 Діаметр циліндра двигуна, ммДля побудови діаграми вибираємо кут ? = 15?Q0 = (Ни * Gп)/3,6 = (42500 * 9,965)/3,6 = 117642,36Qe = 1000 * Ne = 1000 * 40,5 = 40500Qb = С * і * D(1 2m) * nm* (Ни-?НИ)/?*Ни = 0,53 * 4 * 7,1(1 2*0,7) * 50000,7 * 1/1,3 = 60941,841Qr = Gп/3,6 [М2 * (МС р)to * (Tz - 273) - М1 * (МС?Р)to * (Т0 - 273)] =
9,965/3,6 * [0,675 * (23,285 8,315) * (2086,741 - 273) - 0,643 * (20,775 8,315) * (288 - 273)] = 10007,6Складова теплового балансу в джоулях на секунду і у відсотках подана у таблиці 2.Швидкістна характеристика показує зміну міцності, крутного моменту, витрат палива та інших параметрів від частоти обертання колінчастого вала. Швидкісна характеристика, отримана при повному дроселі (бензиновий двигун) або при положенні рейки паливного насоса (дизель), відповідаючому номінальній міцності, називається зовнішньою. Зовнішня швидкісна характеристика дозволяє провести аналіз і дати оцінку міцністних, економічних, динамічних та експлуатаційних показників при роботі двигуна з повним навантаженням. Будь-яка швидкістна характеристика двигуна, отримана при неповному відкритті дросельної заслонки (бензиновий двигун) або при положенні рейки паливного насоса (дизель), відповідаючий частковій міцності, називається частковою швидкістною характеристикою. Такі характеристики використовуються для виявлення цілого ряда факторів (кута опєрєжєнія запалювання, складу суміші, мінімально устойчивих частот обертання та ін.) на роботу двигуна при часткових навантаженнях та дають можливість поліпшити його міцністні таекономічні показники.За результатами теплового розрахунку і розрахунку зовнішньої швидкісної характеристики необхідно скласти порівняльну таблицю основних показників розраховуємого двигуна і прототипу. Показник Позначення показника одиниця Розраховуємий двигун Прототип Сутність динамічного розрахунку зводиться до визначення сумарних сил і моментів, що виникають від тисків газів і від сил інерції у кривошипно-шатуному механізмі. По цих силах і моментах розраховують основні деталі на міцність та спрацювання, а також возначають нерівномірність крутного моменту і ступінь нерівномірності ходу поршня. Під час роботи двигуна на деталі кривошипно-шатуного механізму діють сили тиску газів в циліндрі, сили інерції возвратно-поступово рухачих газів мас, ценробіжні сили, тиск на поршень (приблизно рівне атмосферному тиску) та сили ваги (сили ваги в динамічному розрахунку не враховують.Сили тиску газів, які діють на площу поршня, для спрощення динамічного розрахунку змінюють однією силою, яка направленя по осі циліндра та прикладеної по осі поршневого пальця. Її визначають для кожного моменту дії (кута ?) по індикаторній діпграмі, побудованій на основі теплового розрахунку.Значення маси поршневої групи mn і маси шатунної групи мш приймаю використовуючи табличні дані. По прийнятих даних встановлюємо: Масу поршневої групи mn = m?n * Fn = 150 * 0,008 = 1,2 кг;Графічним шляхом за методом дотичних напружень визначаємо сили інерції від зворотно-поступальних мас у залежності від переміщення поршня. Для цього з точки А у масштабі сил відкладаємо униз, Н: Pjmax = - mj * R * ??(1 ?) = - 0,5808 * 0,04 * 455,3? * (1 0,25) = 6094,9;Початковою силою, що обумовлює динамічне навантаження
План
Зміст
1. Вступ
1.1 Перелік умовних позначень
2. ПЕРШИЙ ЕТАП. ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК
2.1 Параметри робочого тіла
2.1.1 Кількість горючої суміші М1, кмоль. гор. суміші/кг палива
2.1.2 Кількість окремих компонентів продуктів згоряння при обраному ?
2.1.3 Загальна кількість продуктів згоряння, кмоль пр. зг. /кг палива
2.2 Параметри навколишнього середовища і залишкові гази
2.3 Процес наповнення (впуску)
2.4 Процес стиску
2.5 Процес згоряння
2.6 Процес розширення і випуску
2.7 Індикаторні параметри робочого циклу
2.8 Ефективні показники двигуна
2.9 Визначення основних розмірів двигуна
2.10 Побудова індикаторної діаграми двигуна
3. Тепловий баланс
3.1 Загальна кількість теплоти, введеної в двигун із паливом, Дж/с
3.2 Теплота, еквівалентна ефективній роботі за 1с, Дж/с
