Процесс расширения и выпуска

Содержание

Введение. 3

1 Тепловой расчет. 4

1.1 Топливо. 4

1.2 Параметры рабочего тела. 4

1.3 Параметры окружающей среды и остаточные газы.. 6

1.4 Процесс впуска. 6

1.5 Процесс сжатия. 8

1.6 Процесс сгорания. 9

1.7 Процесс расширения и выпуска. 11

1.8 Индикаторные параметры рабочего цикла. 11

1.9 Эффективные показатели двигателя. 12

1.10 Основные параметры цилиндра и двигателя. 13

2 Построение индикаторной диаграммы.. 16

3 Тепловой баланс. 20

4 Расчет и построение внешней скоростной характеристики. 22

5 Расчет поршневой группы.. 24

6 Расчет шатунной группы.. 26

7 Сравнение основных технических характеристик проектируемого двигателя с базовым 28

8 Заключение. 29

Список использованных источников. 30

Приложение А. Задание на курсовой проект. 31

Введение

Двигатели внутреннего сгорания — наиболее распространённый тип тепловых двигателей. На их долю приходится более 80 % всей вырабатываемой в мире энергии. Благодаря компактности, высокой экономичности, надёжности, долговечности они используются во всех областях народного хозяйства и является единственным источником энергии на строительных и дорожных машинах, на которых применяются в основном дизели автотракторного типа.

Бензиновые двигатели — это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой.

Целью курсового проекта является разработка конструкции четырехтактного бензинового двигателя. Двигатель восьмицилиндровый. Эффективная мощность N_e = 150 л.с. Частота вращения коленчатого вала n = 3200 мин^-1. Система охлаждения жидкостная. Двигатель ЗИЛ — 508.10.

Тепловой расчет

Топливо

В соответствии с заданной степенью сжатия можно использовать бензин марки АИ — 80.

Средний элементный состав и молекулярная масса топлива:

С = 0,855;

Н = 0,145;

m_T = 115 кг/кмоль.

Низшая теплота сгорания топлива:

Параметры рабочего тела

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива:

Коэффициент избытка воздуха устанавливается на основании следующих соображений. На современных двигателях устанавливают многокамерные карбюраторы, обеспечивающие получение почти идеального состава смеси по скоростной характеристике. Возможность применения для рассчитываемого двигателя двухкамерного карбюратора с обогатительной и системой холостого хода позволяет получить при соответствующей регулировке как мощностной, так и экономичный состав смеси. Стремление получить двигатель достаточно экономичный и с меньшей токсичностью продуктов сгорания, которая достигается при , позволяет принять на основных режимах, а на режимах минимальной частоты вращения .

Количество горючей смеси при :

Количество отдельных компонентов продуктов сгорания при К = 0,5 и принятом скоростном режиме n = 3200 об/мин:

, (1.9)

Общее количество продуктов неполного сгорания:

Параметры окружающей среды и остаточные газы

Давление окружающей среды:

Температура окружающей среды:

Температура остаточных газов при n = 3200 об/мин:

Т_r = 1000 К.

Давление остаточных газов:

Процесс впуска

Температура подогрева свежего заряда. С целью получения хорошего наполнения двигателей на номинальных скоростных режимах принимается для карбюраторного двигателя.

Плотность заряда на впуске:

где — удельная газовая постоянная для воздуха. = 287 Дж/(кг К)

Потери давления на впуске.

Принимаем:

и .

Тогда на всех скоростных режимах двигателей рассчитывается по формуле:

где

Потери давления на впуске карбюраторного двигателя при :

тогда

Давление в конце впуска:

Коэффициент остаточных газов.При определении для карбюраторного двигателя принимается коэффициент очистки , а коэффициент дозировки на номинальном скоростном режиме , тогда:

Примем степень сжатия

Температура в конце впуска:

Коэффициент наполнения:

Процесс сжатия

Средний показатель адиабаты сжатия к₁ опре­деляется по монограмме при и (рассчитанного), а средний показатель политропы сжатия n₁ принимается несколько меньше к₁.

Для карбюраторного двигателя при n_N=3200 мин^-1 , то

Давление и температура в конце сжатия:

Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия:

а) Свежей смеси (воздуха)

где — коэффициент теплоёмкости продуктов:

б) Остаточных газов (определяется методом ин­терполяции);

для карбюраторного двигателя при и :

.

в) Рабочей смеси

Процесс сгорания

Коэффициент молекулярного изменения горючей смеси:

Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:

Количество теплоты, потерянное в следствии химической неполноты сгорания, и теплота сгорания рабочей смеси:

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания:

Коэффициент использования теплоты зависит от совершенства организации процессов смесеобразования и сгорания топлива. Для карбюраторных двигателей можно принять .

Температура в конце видимого процесса сгорания:

,

Максимальное давление сгорания теоретическое:

Максимальное давление сгорания действительное:

Степень повышения давления:

Процесс расширения и выпуска

Средние показатели адиабаты расширения определяется по номограмме, а средний показатель политропы расширения оценивается по величине среднего показателя адиабаты. принимаем равным 1,251.

Давление и температура в конце расширения:

Проверка ранее принятой температуры остаточных газов:

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: