Тепловой расчет двигателя ЗИЛ-164 - Курсовая работа

Министерство науки и образования Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Выполнила: Яковлева С.А. студентка III курса группы АИАХ-09(2)Эти двигатели отличаются компактностью, высокой экономичностью, долговечностью и применяются во всех отраслях народного хозяйства. В настоящее время особое внимание уделяется уменьшению токсичности выбрасываемых в атмосферу вредных веществ и снижению уровня шума работы двигателей. Специфика технологии производства двигателей и повышение требований к качеству двигателей при возрастающем объеме их производства, обусловили необходимость создания специализированных моторных заводов . Выполнение задач по производству и эксплуатации транспортных двигателей требует от специалистов глубоких знаний рабочего процесса двигателей, знания их конструкций и расчета двигателей внутреннего сгорания. Рассмотрение отдельных процессов в двигателях и их расчет позволяют определить предполагаемые показатели цикла , мощность и экономичность , а также давление газов , действующих в над поршневом пространстве цилиндра , в зависимости от угла поворота коленчатого вала .В двигателях внутреннего сгорания необходимый для сгорания кислород содержится в воздухе , который вводят в цилиндр во время впуска . Зная , что кислорода в воздухе по массе 0,23% , а по объему 0,208% , получим теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива: кг. кмоль. Действительное количество воздуха , участвующего в сгорании 1 кг. топлива при a=0,9 : alo = 0.9*14.957 = 13.461 кг ; ALO = 0,9 * 0,516 = 0,464 . При молекулярной массе паров топлива мт = 115 кмоль , найдем суммарное количество свежей смеси : М1 = 1/ мт ALO = 1/115 0,464 = 0,473 кмоль. Количество отдельных составляющих продуктов сгорания и их сумма при К=0,47 (постоянная зависящая от отношения количества водорода к окиси углерода , содержащихся в продуктах сгорания).: Мсо = 2*0,21*[(1-a)/(1 K)]*Lo = 0,42*(0,1/1,47)*0,516 = 0,0147 кмоль. Учитывая характерные значения политропы сжатия для заданных параметров двигателя примем средний показатель политропы n= 1,37 . Давление в конце сжатия: Рс = Ра ?en = 0.0893? 8.21.37 = 1,595 (Мпа).Sn = (R a) - (R cos. a acos.b)= R[(1 1/l)-( cos.b 1/l cos.b)] , где l =R / a , тогда Sn = R[(1 l/4)-( cos.a l/4 cos.2a)] , если а=180о то Sn=S - ходу поршня , тогда : 75 = R[(1 l/4)-(-1 l/4)] ; 75 = R[1.0625 0.9375] ; 75 = 2R ? R = 75/2 = 37.5 мм.=0,0375 м. l=R/Lш ? Lш = R/l= 37,5/0,25 = 150 мм.=15 см. т.к. l= 0,25 Находим скорость поршня и ускорение в зависимости от угла поворота кривошипа: Vп = DSN/dt = Rw( sina l/2sin2a) , jn = d2Sn/dt = Rw2(cosa lcos2a) , Угловую скорость найдем по формуле : w = pn/30 = 3,14*5400/30 = 565,2 рад/с . Подставив эти значения в формулы скорости и ускорения и подсчитав результаты занесем их в таблицу 5. Скорость поршня при различных углах поворота кривошипа.(м/с) a 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330Отсюда можно выразить массу движущихся частей: Рассчитаем отрезки BD и EF: BD = - mj w2 R (1-l) = - 0, 000218*319451*0, 0375*(1-0, 25) =-1,959 (МПА). Расчет радиальной , нормальной и тангенциальной сил для одного цилиндра: Определение движущей силы , где Р0 = 0,1 МПА , Рдв = Pr Pj - P0 , где Pr - сила давления газов на поршень , определяется по индикаторной диаграмме теплового расчета . Все значения движущей силы в зависимости от угла поворота приведены в таблице 8. Зная движущую силу определим радиальную , нормальную и тангенциальную силы: N= Рдв*TGB ; Z = Рдв * cos (a b)/cosb ; T = Рдв * sin (a b)/cosb По результатам расчетов построим графики радиальной N (рис.5) , нормальной (рис.6) , и тангенциальной (рис.7) сил в зависимости от угла поворота кривошипа .Алгебраическая сумма касательных сил , передаваемых от всех предыдущих по расположению цилиндров , начиная со стороны , противоположной фланцу отбора мощности , называется набегающей касательной силой на этой шейке . В таблице 10 собраны тангенциальные силы для каждого цилиндра в соответствии с работой двигателя и определена суммарная набегающая тангенциальная сила на каждом последующем цилиндре . Суммарный набегающий крутящий момент будет: a Мкр = a (a Ti) Fп R , где Fп - площадь поршня: Fп = 0,005 м2 , ; R= 0,0375 м . Определим средний крутящий момент: Мкр.ср = (Ммах Mmin)/2 Определяем количество теплоты, введенной в двигатель с топливом: Qo=HUGT / 3,6, Дж/с; (72)В результате проделанной работы были рассчитаны индикаторные параметры рабочего цикла двигателя , по результатам расчетов была построена индикаторная диаграмма тепловых характеристик.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ВЫБОР АНАЛОГА ДВИГАТЕЛЯ

1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ ПРОЦЕСС ВПУСКА

ПРОЦЕСС СЖАТИЯ

ПРОЦЕСС СГОРАНИЯ

ПРОЦЕСС РАСШИРЕНИЯ

ИНДИКАТОРНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РАБОЧЕГО ЦИКЛА ДВИГАТЕЛЯ

ЭФФЕКТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДВИГАТЕЛЯ

ПОСТРОЕНИЕ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ

2. ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ

КИНЕМАТИКА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА

3. ПОСТРОЕНИЕ РАЗВЕРНУТОЙ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ

РАСЧЕТ РАДИАЛЬНОЙ (N) , НОРМАЛЬНОЙ (Z) И ТАНГЕНЦИАЛЬНОЙ СИЛ ДЛЯ ОДНОГО ЦИЛИНДРА

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНЫХ НАБЕГАЮЩИХ ТАНГЕНЦИАЛЬНЫХ СИЛ И СУММАРНОГО НАБЕГАЮЩЕГО КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ