Тепловой и динамический расчет поршневого двигателя внутреннего сгорания - Курсовая работа

Тепловой расчет двигателя служит для определения параметров рабочего тела в цилиндре (рабочей полости) двигателя, а также оценочных показателей процесса, позволяющих определить размеры двигателя и оценить его мощностные и экономические показатели. В основе приведенной методики расчета лежит метод В. И. Гриневецкого, в дальнейшем усовершенствованный Е. К. Мазингом. Проведение теплового расчета позволяет освоить связь между отдельными элементами рабочего цикла и получить представление о влиянии различных факторов на показатели двигателя в целом. Как правило, тепловой и динамический расчеты выполняются для режима номинальной мощности.Давление и температура окружающей среды принимаются: p0 = 0, 10Мпа (1, 0кг/см?), Т0=298К для автомобильных двигателей. Давление остаточных газов в зависимости от типа двигателя pr = (1, 05…1, 25) p0; исходя из этого принимаем pr=0, 105МПА. Температура остаточных газов выбирается в зависимости от типа двигателя с учетом того, что для бензиновых двигателей она изменяется в пределах Tr = 900…1100 К, исходя из этого принимаемДавление в конце сжатия: Температура в конце сжатия: В этих формулах n1 - показатель политропы сжатия, который для автотракторных двигателей находится в пределах n1 = 1, 34…1, 42.Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг жидкого топлива: где qc; qh; qo - средний элементарный состав топлива в долях кг соответственно углерода, водорода и кислорода. Количество кмолей свежего заряда для бензиновых двигателей: где, a =0, 91 - коэффициент избытка воздуха mt-молекулярная масса топлива для бензиновых двигателей mt=110…120 кг/кмоль Величина ? для бензиновых двигателей изменяется в пределах ?=1, 02…1, 12. Для двигателей, работающих с ?<1 подсчитывается потеря тепла вследствии неполноты сгорания топлива: Средняя мольная теплоемкость свежего заряда определяется по формуле: Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания для бензиновых двигателей определяется по формуле: Значение коэффициента использования теплоты для бензиновых двигателей при работе на нормальном режиме ?=0, 85…0, 95Степень последующего расширения для бензиновых двигателей: Температура в конце расширения: Давление в конце расширения: Примерные значения Pb и Tb для автотракторных двигателей следующие: Таблица 3Параметрами процесса выпуска (Pr и Tr) задаются в начале расчета процесса впуска.Среднее индикаторное давление теоретического цикла для дизельных двигателей подсчитывается по формуле: Среднее индикаторное давление действительного цикла: где jп - коэффициент полноты диаграммы, который принимается для двигателей с искровым зажиганием jп = 0, 94...Тогда среднее эффективное давление: а эффективный КПД: Удельный эффективный расход топлива: Для существующих бензиновых двигателей эффективные показатели могут иметь следующие величины (табл.По эффективной мощности, частоте вращения коленчатого вала и среднему эффективному давлению определяем литраж двигателя: где, Ne =70 КВТ; По окончательно принятым значениям D=85мм и S=98мм определяем основные параметры и показатели двигателя: Литраж двигателя: эффективную мощность: эффективный крутящий момент: часовой расход жидкого топлива: среднюю скорость поршня: Определим погрешность вычисления Ne: Литровая мощность определяется по формуле: Величина литровой мощности для автотракторных бензиновых двигателей колеблется в пределах:Динамический расчет кривошипно-шатунный механизм выполняется с целью определения суммарных сил и моментов, возникающих от давления газов и от сил инерции. Результаты динамического расчета используются при расчете деталей двигателя на прочность и износ. В течение каждого рабочего цикла силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме, непрерывно изменяются по величине и направлению. Поэтому для характера изменения сил по углу поворота коленчатого вала их величины определяют для ряда различных положений вала через каждые 30 град ПКВ. Определяем силу давления газов на днище поршня для положений коленчатого вала, отстоящих друг от друга на 30° ПКВ в пределах (0…720) ° ПКВ.В начале построения на оси абсцисс откладывают отрезок AB, соответствующий рабочему объему цилиндра, а по величине равный ходу поршня в масштабе ms, который в зависимости от величины хода поршня проектируемого двигателя может быть принят 1: 1, 1, 5: 1, или 2: 1. Из точки С проводим горизонталь до пересечения с осью ординат; из точки пересечения - линию под углом 45° к вертикали до пересечения с лучом ОД, а из этой точки-вторую горизонтальную линию, параллельную оси абсцисс. Затем из точки С проводим вертикальную линию до пересечения с лучом ОК. Из этой точки пересечения под углом 45° к вертикали проводим линию до пересечения с осью абсцисс, а из этой точки - вторую вертикальную линию, параллельную оси ординат, до пересечения со второй горизонтальной линией. Точку 2 находим аналогично, принимая точку 1 за начало построения.Развертку индикаторной диаграммы в координаты p-? выполняем справа от индикаторной диаграммы.

Содержание тепловой расчет двигатель

Введение

1. Исходные данные для теплового расчета поршневого двигателя внутреннего сгорания

2. Тепловой расчет и определение основных размеров двигателя

2.1 Процесс наполнения

2.2 Процесс сжатия

2.3 Процесс сгорания

2.4 Процесс расширения

2.5 Процесс выпуска

2.6 Индикаторные показатели

2.7 Эффективные показатели

2.8 Основные показатели и размеры цилиндра двигателя

3. Динамический расчет

3.1 Построение индикаторной диаграммы

3.2 Перестроение индикаторной диаграммы

3.3 Построение графиков сил инерции и суммарной силы

3.4 Построение графиков сил Т и К

3.5 Построение графика суммарного крутящего момента

3.6 Построение полярной диаграммы нагрузок на шатунную шейку

Заключение

Литература