Проектування чотиритактного V-подібного восьмициліндрового карбюраторного двигуна, в основі конструкції якого лежить двигун ЗІЛ-130 - Курсовая работа

Виконання задач по виробництву й експлуатації транспортних двигунів жадає від фахівців глибоких знань робочого процесу двигунів, знання їхніх конструкцій і розрахунку двигунів внутрішнього згоряння.Згідно із заданим ступенем стискання можна взяти бензин марки АИ-80. Для елементарного складу рідкого палива приблизне значення нижчої теплоти згоряння знаходиться формулою [1, стор.Для повного згоряння масової чи обємної одиниці палива треба мати теоретично необхідну кількість повітря в кмоль для згоряння 1 кг палива: , де (кмоль повітря/кг палива); Теоретично необхідна кількість повітря в масовому відношенні для згоряння 1 кг палива: (кг повітря/кг палива); Кількість горючої суміші: (кмоль горючої суміші/кг палива); Для перевірки вірності розрахунків можна визначити загальну кількість продуктів згоряння іншим способом: ;В цьому випадку при розрахунку робочого циклу двигуна, тиск та температура навколишнього середовища приймається рівним: та . При постійному значенні ступеню стискання температура залишкових газів практично лінійно зростає із збільшенням швидкісного режиму при , але зменшується при збагаченні суміші.Для отримання досконалого наповнення двигуна температура підігріву свіжого заряду приймається [1. стор.44] у залежності від обертів (чим нижче оберти, тим вища температура) . Звідки отримуємо: Тиск у кінці впуску: При визначенні коефіцієнта залишкових газів для проектованого двигуна приймається коефіцієнт очистки, та коефіцієнт дозарядки на номінальному швидкісному режимі .Приймаємо що процес стискання в дійсному циклі відбувається по політропі із показником n1. Величина n1 встановлюється за дослідними даними в залежності від багатьох факторів: частота обертання колінчастого валу двигуна, ступінь стискання, розміри циліндру, матеріал поршня та циліндра, теплообмін та інші. Середній показник адіабати стискання при =7,0 і розрахованому значенню визначається за графіком [1, стор.48], а середній показник політропи стиснення приймається меншим ніж .Процес згоряння - основний процес робочого циклу двигуна, під час якого теплота, що отримується внаслідок згоряння палива, йде на підвищення механічної роботи. Метою розрахунку процесу згоряння є визначення температури та тиску в кінці видимого процесу згоряння. Відносна зміна обєму при згоранні характеризується величиною хімічного коефіцієнту молекулярної зміни пальної суміші ?0, який являє собою відношення кількості молей продуктів згоряння до кількості молей пальної суміші. При неповному згоранні палива продукти згоряння складаються з суміші вуглекислого газу, окису вуглецю, водяного пару, вільного водню та азоту. Температура у кінці видимого процесу згоряння визначаємо з рівняння для двигунів, які працюють за циклом з підведенням теплоти при постійному обємі: або , звідки: ;Середній показник адіабати розширення визначається за номограмою [1.рис.29] при заданому , n=3350 об/хв.Теоретичний середній індикаторний тиск: Середній індикаторний тиск знаходиться з урахуванням коефіцієнта повноти індикаторної діаграми.Параметри, які характеризують роботу двигуна, відрізняються від індикаторних врахуванням необхідних втрат корисної роботи на подолання різноманітних механічних втрат та на насосні витрати.Визначаємо літраж двигуна: де ? - тактність двигуна (?=4). Хід поршня попередньо був прийнятий S=95мм, тоді діаметр циліндра: Отримане значення діаметра циліндра округляємо до найближчого більшого цілого числа.Індикаторну діаграму будуємо для заданого режиму (див. завдання до курсового проекта) роботи двигуна, тобто при та n=3350 об/хв. Для побудови діаграми приймаємо наступні масштабні коефіцієнти: хід поршня ?S=0,75 мм ходу/мм; масштаб тиску ?p=0,025 МПА/мм. Максимальна висота діаграми (z): Ординати характерних точок: Будуємо політропи стискання та розширення аналітичним методом: а) політропа стискання: А з урахуванням масштабного коефіцієнта: б) політропа розширення: А з урахуванням масштабного коефіцієнта: Усі розрахункові дані зводимо до таблиці 1.1.Для спрощення динамічного розрахунку дійсний кривошипно-шатунний механізм замінюється динамічною еквівалентною системою зосередження мас [1, стор. Масу шатунної групи замінюють двома масами, одна з котрих () зосереджена на вісі поршневого пальця, а друга () - на вісі кривошипа .Сили інерції, які діють у КШМ, у відповідності з характером руху приведених мас, розподіляють на сили інерції від мас що рухаються зворотно-поступально (Н) і від центру сили інерції обертальних мас (Н).Сумарні сили, які діють в КШМ, визначаємо як алгебраїчну суму сил тиску газів та сил інерції мас, які виконують зворотно-поступовий рух. Питома нормальна сила розраховується за формулою: де - кут між шатуном та віссю циліндра, - визначаємо за допомогою табл. Питома сила визначається за формулою: Значення - визначаємо за допомогою табл. Питомі сили і розраховуються за формулою: Значення тригонометричних функцій визначаємо за допомогою табл.Для побудови графіка сумарного крутного моменту багатоциліндрового двигуна треба виконати аналітичне складання

ЗМІСТ

ВСТУП

1 ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК

1.1 Паливо

1.2 Параметри робочого тіла

1.3 Параметри навколишнього середовища та залишкових газів

1.4 Процес впуску

1.5 Процес стискання

1.6 Процес згоряння

1.7 Процеси розширення та випуску

1.8 Індикаторні параметри робочого циклу

1.9 Ефективні показники двигуна

1.10 Основні параметри циліндра та двигуна

1.11 Побудова індикаторної діаграми

2 ДИНАМІКА ДВИГУНА

2.1 Приведення мас частин КШМ

2.2 Питомі та повні сили інерції

2.3 Питомі сумарні сили

2.4 Крутні моменти

2.5 Сили, які діють на шатуну шийку колінчастого валу

2.6 Урівноваженість двигуна

3 РОЗРАХУНОК ДЕТАЛЕЙ НА МІЦНІСТЬ

3.1 Поршень

3.2 Поршньові кільця

3.3 Поршньовий палець

3.4 Спрощений розрахунок колінчастого валу

ВИСНОВКИ

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ