Расчет и конструирование автомобильных двигателей - Методичка

Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине “Автомобильные двигатели” специальности 190601 В методических указаниях излагаются основы теплового, кинематического и динамического расчета поршневых двигателей внутреннего сгорания. Методические указания предназначены для студентов всех форм обучения, обучающихся по специальности 190601 “Автомобили и автомобильное хозяйство” при выполнении курсового проекта. Могут быть использованы при изучении студентами курса “Автомобили и Двигатели” (часть 3 “Автомобильные двигатели”), а также при выполнении дипломного проекта.При проведении теплового расчета автомобильных двигателей выбирают следующие основные расчетные режимы. Для бензиновых (карбюраторных и со впрыскиванием легкого топлива) двигателей: 1) режим минимальной частоты вращения nmin=600…1000 мин-1, обеспечивающий устойчивую работу двигателя (прим.: для упрощения расчетов принять nmin=1000);Дизельное топливо 0,87 0,126 0,004 - б) Низшая теплота сгорания жидкого топлива, МДЖ/кг: (1) где С, Н, О, S - массовые доли химических элементов в 1 кг. топлива (прим.: содержанием серы можно пренебречь и взять равным нулю); W - количество водяных паров в продуктах сгорания 1 кг.Коэффициент избытка воздуха для выбранных расчетных скоростных режимов: - для карбюраторного двигателя выбирается по рис. для бензинового двигателя со впрыском топлива выбирается по рис. для дизеля без наддува принимается равным a=1,4…1,5, для дизеля с наддувом - a=1,6…1,8. в) Количество горючей смеси (для бензиновых ДВС) или свежего заряда (для дизелей): - для бензиновых ДВС, кмоль гор. смеси/кг. топл.: (4) где мт-молекулярная масса топлива (см. табл. для дизеля представить в конце вышеприведенных формул. Более точное значение давления наддува можно определить, выбрав модель компрессора [1] или уточнить по исходным данным к курсовому проекту.С целью получения хорошего наполнения двигателей на номинальных скоростных режимах принимается: - для карбюраторного двигателя - DTN=8 °С; для дизелей без наддува DTN=20 °С, для дизелей с наддувом DTN=10 °С. б) Плотность заряда на впуске, кг/м3 В соответствии со скоростными режимами и при учете качественной обработки внутренних поверхностей впускных систем можно принять: - для карбюраторного двигателя и wвп=95 м/с; для дизеля и wвп=70 м/с. где b - коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом сечении цилиндра; хвп - коэффициент сопротивления впускной системы, отнесенный к наиболее узкому ее сечению; wвп - средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы (в клапане). для дизелей: (22) в) Давление в конце впуска: (23) г) Коэффициент остаточных газов: - для бензиновых двигателей: (24) где jоч=1 - коэффициент очистки для двигателей без наддува; jдоз - коэффициент дозарядки выбирается по рис.a) Средний показатель адиабаты сжатия Определяется по номограмме (см. рис. 3). б) Средний показатель политропы сжатия для дизелей n1=[(k1 0,02)-(k1-0,02)]. в) Давление в конце сжатия: (28) г) Температура в конце сжатия: (29) д) Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия: - свежей смеси (воздуха) выбирается из таблицы Б: Таблица Б Наименование газа Формулы для определения средней мольной теплоемкости отдельных газов при постоянном объеме, КДЖ/(кмоль?град) для температур, °СПараметры Численные значения параметров для выбранных расчетных скоростных режимов n k1

N1 pc

Tc tcа) Коэффициент молекулярного изменения горючей смеси или свежего заряда: (31) б) Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси (32) в) Количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания (прим.: для бензиновых двигателей): DHU=119950?(1-a)?L0 (33) г) Теплота сгорания рабочей смеси: - для бензиновых двигателей: (34) для дизелей: (37) определяется по эмпирическим формулам, приведенным в табл. 3.6 для интервала температур от 1501 до 2800 °С: е) Коэффициент использования теплоты выбирается для дизелей без наддува принимается xz=0,82, для дизелей с наддувом - xz=0,86. ж) Степень повышения давления (прим.: для дизелей): - для дизелей без наддува принимается l=2;Параметры Численные значения параметров для выбранных расчетных скоростных режимов n m0 m

DHИ

Нраб.см. xz tz °C

Tz К pz pzд lа) Степень последующего расширения (прим.: для дизелей): (42) б) Средний показатель адиабаты расширения k2 определяется: для бензиновых двигателей по номограмме (см. рис. 4.9), где учитываются следующие величины: d, Tz и a. в) Давление в конце процесса расширения, МПА: - для бензиновых двигателей Температура остаточных газов на всех скоростных режимах принятая по графику в начале теплового расчета считается достаточно удачной, если погрешность DTR не превышает 1 %. Если погрешность превышает, то необходимо температуру остаточных газов откорректировать (увеличить или уменьшить) настолько, чтобы обеспечить погрешность не более 1 %.

Содержание

1. Тепловой расчет и тепловой баланс двигателя

1.1 Тепловой расчет

1.1.1 Основные расчетные режимы

1.1.2 Топливо

1.1.3 Параметры рабочего тела

1.1.4 Параметры окружающей среды и остаточные газы

1.1.5 Процесс впуска

1.1.6 Процесс сжатия

1.1.7 Процесс сгорания

1.1.8 Процессы расширения и выпуска

1.1.9 Индикаторные параметры рабочего цикла

1.1.10 Эффективные показатели двигателя

1.1.11 Основные параметры цилиндра и двигателя

1.1.12 Построение индикаторной диаграммы

1.2 Тепловой баланс

2. Расчет кинематики КШМ

2.1 Определение перемещения, скорости и ускорения поршня

3. Расчет динамики КШМ

3.1 Сила давления газов

3.2 Приведение масс частей КШМ

3.3 Удельные и полные силы инерции

3.4 Удельные суммарные силы

3.5 Крутящие моменты

3.6 Силы, действующие на шатунную шейку коленчатого вала

Список литературы

Приложение

1. Тепловой расчет и тепловой баланс двигателя

1.1 Тепловой расчет двигатель инерция тепловой поршень

1.1.1 Основные расчетные режимы