Основные требования, предъявляемые к автомобильным и тракторным двигателям. Тепловой расчет бензинового двигателя, выбор исходных параметров. Построение внешней скоростной характеристики. Патентно-информационный поиск аналогов заданного типа двигателя.
Аннотация к работе
Особенности и тенденции развития конструкций автомобильных и тракторных двигателей полностью определяются требованиями, предъявляемыми к автомобилям и тракторам промышленностью и сельским хозяйством. Эти требования сводятся к обеспечению максимальной производительности автомобиля и трактора, минимальной стоимости перевозок и выполняемых трактором работ при надежной и безопасной их работе. Основные требования, предъявляемые к автомобильным и тракторным двигателям, следующие: 1. Простота конструкции, упрощающая условия выпуска и последующих ремонтов автомобильных и тракторных двигателей и облегчающая условия их обслуживания и эксплуатации.Степень сжатия: Число цилиндров: Число тактов двигателя: Отношение хода поршня к диаметру: Коэффициент избытка воздуха: Частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности: Определяем номинальную мощность двигателя, необходимую для развития автомобилем максимальной скорости: (1.1) где - ускорение свободного падения, - коэффициент дорожного сопротивления, преодолеваемый АТС намаксимальной скорости, - коэффициент сопротивления воздуха, ПринимаемЦелью теплового расчета является определение аналитическим путем основных параметров, характеризующих двигатель в целом (среднее эффективное давление, удельный эффективный расход топлива, эффективный коэффициент полезного действия), основных размеров двигателей (литраж, рабочий объем цилиндра, ход поршня и диаметр цилиндра) и построение индикаторной диаграммы.Для бензинового двигателя в соответствии с заданной степенью сжатия определяем марку бензина (ГОСТ 51105 - 97) по таблице 1. Таблица 1 - Выбор марки бензинаОпределяем теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топливаДавление и температура окружающей среды при работе двигателя без наддува: Давление остаточных газов: (2.11), Температура остаточных газов: (2.12)Давление газов в цилиндре: (2.13) где - потери давления на впуске. Принимаем , (для бензинового двигателя ).Значение политропы сжатия определяется по формуле: (2.20)Максимальная температура цикла в двигателе определяется из уравнений сгораний: (2.21) где - средняя мольная теплоемкость свежего заряда: (2.22) количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания: (2.24)Для современных двигателей давление и температура в конце расширения находится в пределах: Производим проверку ранее принятой температуры остаточных газов: (2.31)Удельный индикаторный расход топлива: (2.35), Таблица 2 - Значения коэффициентов для расчета механических потерь Среднее давление механических потерь вычисляем в соответствии с данными таблицы 2 [1]. (2.36) где - скорость поршня, определяется по формуле: (2.37) Ход поршня выбирается предварительно по прототипу (двигатель автомобиля Peugeot 306) - Ход поршня: (2.43) где - заданный коэффициент короткоходности, Скорость поршня: Необходимо организовать сравнение : Литраж двигателя: (2.44)Для построения политропы сжатия из точки C проводим горизонтальную линию до пересечения с вертикальной осью. Из полученной точки под углом 45° проводим прямую линию до пересечения с лучом ОМ, а из полученной точки пересечения - горизонтальную линию. Затем из точки C опускаем перпендикуляр к горизонтальной оси до пересечения с лучом ОК. Из полученной точки проводим прямую линию под углом 45° к вертикали до пересечения с горизонтальной осью, а из этой точки восстанавливаем перпендикуляр к горизонтальной оси до пересечения с ранее проведенной горизонтальной линией. Из точки Z проводим горизонтальную линию до пересечения с вертикальной осью, из точки их пересечения под углом 45° к вертикали проводим прямую линию до пересечения с лучом ON, а из этой точки проводим горизонтальную линию до пересечения с продолжением вертикальной линии, полученной при нахождении аналогичной точки политропы сжатия.По результатам построения индикаторной диаграммы и с учетом характеристик прототипа строим круговую диаграмму фаз газораспределения проектируемого двигателя. Впуск начинается в точке А с опережением и заканчивается в точке В с опозданием . От В до С идет сжатие и расширение, в С начинается выпуск с опережением и заканчивается в D с запаздыванием .Внешней скоростной характеристикой двигателя называется зависимость основных параметров двигателя (эффективная мощность , эффективный крутящий момент , часовой расход топлива , удельный эффективный расход топлива , коэффициент наполнения ) от частоты вращения коленчатого вала двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке. По внешней скоростной характеристике определяются максимальные мощностные параметры двигателя и минимальные удельные параметры. Также по внешней скоростной характеристике определяется коэффициент приспособляемости двигателя, равный отношению максимального эффективного момента к моменту при максимальной мощности . Для вновь проектируемого двигателя при построении внешней скоростной характеристики угловая скорость вращения коленчатого вала принимается от (0,2.1,2) с учетом того, что - номинальная частота вращения коленчатого вала дви
План
Содержание
Введение
1. Расчет и выбор исходных параметров
2. Тепловой расчет проектируемого двигателя
2.1 Топливо
2.2 Параметры рабочего тела
2.3 Параметры окружающей среды и остаточных газов
2.4 Расчет параметров в конце процесса впуска
2.5 Процесс сжатия
2.6 Процесс сгорания
2.7 Процесс расширения
2.8 Индикаторные и эффективные параметры рабочего цикла, основные параметры цилиндра и двигателя
3. Расчет и построение внешней скоростной характеристики
4. Динамический расчет КШМ с применением ЭВМ
4.1 Силы давления газов
4.2 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма
4.3 Силы инерции
4.4 Суммарные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме
4.5 Силы, действующие на шатунные шейки коленчатого вала
5. Патентно-информационный поиск аналогов заданного типа ДВС
6. Обоснование и выбор механизмов и систем проектируемого двигателя
7. Расчет масляного насоса
Введение
Особенности и тенденции развития конструкций автомобильных и тракторных двигателей полностью определяются требованиями, предъявляемыми к автомобилям и тракторам промышленностью и сельским хозяйством. Эти требования сводятся к обеспечению максимальной производительности автомобиля и трактора, минимальной стоимости перевозок и выполняемых трактором работ при надежной и безопасной их работе. Основные требования, предъявляемые к автомобильным и тракторным двигателям, следующие: 1. Развитие необходимой мощности двигателей при различных скоростях движения автомобиля.
2. Максимально возможная экономичность на всех режимах работы.
3. Простота конструкции, упрощающая условия выпуска и последующих ремонтов автомобильных и тракторных двигателей и облегчающая условия их обслуживания и эксплуатации.
4. Низкая производственная стоимость, достигаемая за счет обеспечения технологичности конструкции деталей автомобильных и тракторных двигателей, снижения их веса и применения полноценных заменителей металлов.
5. Возможно меньший удельный и литровый веса двигателя, достигаемые без снижения надежности и долговечности его работы.
6. Максимально целесообразное уравновешивание двигателя и необходимая равномерность хода.
7. Удобство в эксплуатации, а также простота и удобство ремонта и технического обслуживания в гаражных и дорожных условиях.
8. Высокая надежность и долговечность работы.
В соответствии с перечисленными требованиями конструкции современных автомобильных и тракторных двигателей развиваются и совершенствуются в направлениях максимального их соответствия условиям эксплуатации, повышения экономичности и снижения себестоимости.