Проектирование и расчет двигателя внутреннего сгорания - Курсовая работа

Предметом изучения дисциплины «Автомобильные двигатели»для студентов специальности190601.65являются автомобильные двигатели. К автомобильным двигателям предъявляются следующие основные требования: развитие необходимой мощности при различных скоростях движения автомобиля, хорошая приемистость при трогании автомобиля и изменении его рабочих режимов; максимальная экономичность на всех режимах работы; перспективность конструкции, позволяющая производить ее дальнейшую модернизацию. Задачи изучения дисциплины определяются на основе требований к знаниям и умениям студента после изучения данного курса.Теплота, необходимая для осуществления рабочего цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания, выделяется при химических реакциях сгорания топлива непосредственно в цилиндре двигателя. При тепловом расчете ДВС пользуются значением низшей теплоты сгорания топлива, под которой понимается количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива без учета теплоты конденсации водяных паров. Низшая теплота сгорания Hu в КДЖ/кг определяется по формуле Д.И. Для полного сгорания топлива необходимо определенное количество воздуха, которое называется теоретически необходимым, и определяется по элементарному составу топлива в кг возд/кг топл: (1.3) кг возд/кг топл или в кмоль возд/кг топл: (1.4) кмоль возд/кг топл Количество горючей смеси М1 в кмоль гор.см/кг топлива определяется по формуле: (1.6) кмоль гор.см/кг топл где МТ - молекулярная масса паров топлива, г/моль.В этом случае при расчете рабочего цикла двигателя давление и температура окружающей среды принимаются равными МПА и K соответственно. В зависимости от типа двигателя, степени сжатия, частоты вращения и коэффициента избытка воздуха выбираются значения температуры Tr остаточных газов для карбюраторных двигателей:900…1100 К. В зависимости от типа двигателя значения ?Т принимают из следующих пределов: для карбюраторных двигателей0…20 К; Величина давления в конце впуска ра, в МПА может быть определена по формулам: для двигателей без наддува: ; (1.16) Для двигателей без наддува плотность заряда на впуске в кг/м3 определяют по формуле: (1.18) кг/м3 где Rв - удельная газовая постоянная воздуха, Дж/(кг · град);Учитывая, что теплообмен между рабочим телом и стенками цилиндра за процесс сжатия незначителен, то величину можно оценить по среднему показателю адиабаты сжатия по следующим формулам: для карбюраторных двигателей: (1.23) Значение определяется в зависимости от температуры и степени сжатия ? по формуле : (1.24) Давление в МПА и температура в градусах Кельвина (К) в конце процесса сжатия определяются из уравнения политропы с постоянным показателем : (1.25) Средняя мольная теплоемкость свежей смеси в конце сжатия принимается равной теплоемкости воздуха в КДЖ/(кмоль·град) и определяется по формуле : (1.28) Средняя мольная теплоемкость остаточных газов в конце сжатия в КДЖ/(кмоль·град) определяется по следующим формулам: - для карбюраторных двигателейИзменение объема при сгорании рабочей смеси учитывает коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси, который определяется по формуле: (1.31) Температура газа Tz в конце видимого сгорания определяется на основании первого закона термодинамики: для карбюраторных двигателей ? - степень повышения давления цикла, которая устанавливается по опытным данным в зависимости от количества топлива подаваемого в цилиндр, формы камеры сгорания и способа смесеобразования, и выбирается из таблицы 1.5; средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания при постоянном объеме, КДЖ/(кмоль·град), которая определяется по следующей формуле: (1.34) где-средние мольные теплоемкости продуктов сгорания при изменении температуры в диапазоне 1501…2800 ОС, которые могут быть выражены в зависимости от температуры tz следующими формулами: (1.35) Из формулы (1.34) выражается температура в градусах Цельсия (ОС): (1.41)Средний показатель политропы расширения n2 незначительно отличается от показателя адиабаты k2 и может быть определен по следующим формулам: для карбюраторных двигателей Значения давления в МПА и температуры в градусах Кельвина (К) в конце процесса расширения определяется по формулам: для карбюраторных двигателей Рассчитанные параметры процесса расширения необходимо сравнить со значениями этих параметров у современных автомобильных двигателей внутреннего сгорания, представленных в таблице.Точность выбора температуры остаточных газов в градусах Кельвина (К) определяется по формуле: (1.49)Среднее теоретическое индикаторное давление в МПА определяется по формулам: для карбюраторных двигателей Среднее индикаторное давление действительного цикла в МПА отличается от теоретического на величину уменьшения работы газов действительного цикла против работы газов теоретического цикла (пропорционально уменьшению расчетной индикаторной диаграммы за счет скругления) и определяется по формуле: (1.52) Значения коэффициента принимаются из следующих интервалов значений: для карбюраторных двигателей - = 0,94…0,97. Индикаторный КПД характеризует степень использован

Содержание

Введение

1. Тепловой расчет рабочего цикла двигателя

1.1 Рабочее тело и его свойства

1.2 Процесс впуска

1.3 Процесс сжатия

1.4 Процесс сгорания

1.5 Процесс расширения

1.6 Процесс выпуска

1.7 Индикаторные показатели рабочего цикла

1.8 Эффективные показатели двигателя

1.9 Основные параметры и показатели двигателя

1.10 Тепловой баланс двигателя

1.11 Построение индикаторной диаграммы

2 Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма двигателя

2.1 Расчет силовых факторов, действующих в кривошипно-шатунном механизме

3. Оценка надежности проектируемого двигателя

4. Подбор автотранспортного средства к двигателю

5. Порядок компоновки двигателя

Заключение

Список использованных источников

Приложение А Приложение Б

Предметом изучения дисциплины «Автомобильные двигатели»для студентов специальности190601.65являются автомобильные двигатели.

К автомобильным двигателям предъявляются следующие основные требования: развитие необходимой мощности при различных скоростях движения автомобиля, хорошая приемистость при трогании автомобиля и изменении его рабочих режимов;

максимальная экономичность на всех режимах работы;

низкая себестоимость;

высокая удельная мощность;

удобство в эксплуатации, при техническом обслуживании и ремонте;

надежность работы;

низкая степень токсичности отработавших газов;

перспективность конструкции, позволяющая производить ее дальнейшую модернизацию.

Задачи изучения дисциплины определяются на основе требований к знаниям и умениям студента после изучения данного курса.

Курсовой проектвключает следующие разделы: расчетную часть: - тепловой расчет;

- динамический расчет;

- оценка надежности проектируемого двигателя;

- подбор автотранспортного средства к двигателю.

2) графическую часть: - 1 лист - индикаторная диаграмма, характеристики автомобильного двигателя по результатам динамического расчета;

- 2 лист - поперечный разрез двигателя