Расчет проектируемого двигателя - Курсовая работа

Расчет проектируемого двигателяВ соответствии с типом двигателя и учетом степени сжатия выбираем дизельное топливо с основными характеристиками: содержание содержание содержание средняя молярная масса низшая теплота сгорания топливаПонижение давления при движении заряда во впускной системе пропорционально квадрату скорости газа в сечении с наименьшей площадью и зависит от суммарного коэффициента сопротивления впускной системы и средней скорости движения заряда.После завершения каждого цикла в цилиндре двигателя остаются продукты сгорания, давление которых и температура зависят от сопротивления выпускного тракта, фаз газораспределения и быстроходности двигателя.Температура подогрева свежего заряда зависит от наличия специального подогрева стенок впускных каналов и теплового состояния двигателя.Расчет параметров заряда в процессе сжатия проводится по условному среднему за процесс показателю политропы сжатия .Учитывает потери теплоты от теплопередачи к стенкам цилиндров в период сгорания топлива и потери от диссоциации продуктов сгорания (внутренние потери).Расчет параметров процесса расширения проводится по уравнениям политропического процесса с усредненным показателем политропы расширения .С увеличением скорости поршня возрастают механические потери и износ деталей КШМ, но одновременно возрастает и литровая мощность двигателя. Поэтому с учетом разных факторов и двигателя прототипа среднюю скорость поршня для расчетов принимаем (см.Необходимые параметры рабочего тела, с учетом содержания , и в топливе, можно рассчитать следующим образом.Плотность свежего заряда на впуске: , (9) где , - давление и температура окружающего воздуха, , ; (10) Потери давления на впуске: , (11) где - суммарный коэффициент сопротивления впускной системы, , в соответствии с пунктом 1.2; средняя скорость движения заряда в проходном сечении клапана, , в соответствии с пунктом 1.2.Давление в конце сжатия: , (16) где - средний показатель политропы сжатия, в соответствии с пунктом 1.5.Коэффициент молекулярного изменения горючей смеси: . Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси: . Температура в конце сгорания определяется из уравнения для дизеля при : , (22) где - коэффициент использования теплоты на участке сгорания, в соответствии с пунктом 1,6;Степень предварительного расширения для дизеля: . Давление в конце расширения для дизеля: , (30) где - средний показатель политропы расширения, согласно пункту 1.7.Действительное среднее индикаторное давление: , (36) где - коэффициент полноты индикаторной диаграммы, .Среднее давление механических потерь приближенно можно определить в зависимости от средней скорости поршня: , (39) где , - эмпирические коэффициенты, значения которых для данного типа двигателя с учетом отношения двигателя прототипа находим в справочных таблицах [1, 2].частота вращения, принимаем по двигателю прототипу . Следовательно основные размеры цилиндра и параметры двигатели определены верно. По оси абсцисс откладываем отрезок , величина которого с учетом выбранного масштаба соответствует рабочему объему цилиндра , а численное значение-ходу поршня в масштабе . При аналитическом методе построение политроп сжатия и расширения вычисляем ряд точек для промежуточных объемов, расположенных между и ,и между и по следующим формулам: для политропы сжатия: (58) для политропы расширения: (59) где и - давление и объем в искомой точке сжатия и расширения. В реальном двигателе за счет опережения зажигания или впрыска топлива (точка ) рабочая смесь воспламеняется раньше и давление в конце процесса сжатия повышается (до точки ), а за счет опережения открытия выпускного клапана (точка ) давление в конце процесса расширения снижается (до точки ).Внешняя скоростная характеристика представляет собой зависимость основных показателей двигателя от частоты вращения вала двигателя при полной подаче топлива и является основной характеристикой двигателя. Эту характеристику можно построить по результатам теплового расчета, произведенного для режима полной мощности. Характеристику строим для 7 значений частот вращения коленчатого вала двигателя в интервале от до , где - частота вращения, соответствующая , . Промежуточные точки для построения кривых и определяем по следующим эмпирическим формулам: Эффективная мощность для дизелей с неразделенными камерами, КВТ: , (65) где и - максимальная эффективная мощность (КВТ) и частота вращения коленчатого вала (мин-1) при максимальной мощности; Результаты расчетов заносим в таблицу 2, после чего строим кривые внешней скоростной характеристики двигателя.

Содержание

1. Выбор и обоснование исходных данных

1.1 Марка топлива

1.2 Понижение давления на впуске

1.3 Давление и температура остаточных газов

1.4 Температура подогрева свежего заряда

1.5 Показатель политропы сжатия

1.6 Коэффициент использования теплоты на участке сгорания

1.7 Показатель политропы расширения

1.8 Средняя скорость поршня

2. Тепловой расчет проектируемого двигателя

2.1 Параметры рабочего тела

2.2 Процесс впуска

2.3 Процесс сжатия

2.4 Процесс сгорания

2.5 Процесс расширения

2.6 Индикаторные показатели двигателя

2.7 Эффективные показатели двигателя

2.8 Основные параметры цилиндра и показатели двигателя

3. Построение индикаторной диаграммы

4. Построение внешней скоростной характеристики

Приложение

Список использованных источников

1. Выбор и обоснование исходных данных

Исходные данные принимаем согласно варианту 07: Прототип двигателя внутреннего сгорания……………………ЯМЗ-236

Максимальная мощность…………………………………...

Степень сжатия……………………………………………………

Коэффициент избытка воздуха…………………………………...

Частота вращения коленчатого вала………………………..

1.1 Марка топлива