Параметры окружающей среды и остаточные газы

Выполнил: Патокин Р.Н.

Группа МАХ-41

Принял: Яковицкий А.А.

Вологда 2008

Содержание:

Введение. 3

Исходные данные. 4

1. Тепловой расчет. 5

1.1. Выбор топлива. 5

1.2. Параметры рабочего тела. 5

1.3. Параметры окружающей среды и остаточные газы.. 5

1.4. Процесс впуска. 5

1.5. Процесс сжатия. 6

1.6. Процесс сгорания. 6

1.7. Процессы расширения и выпуска. 7

1.8. Индикаторные параметры рабочего цикла. 7

1.9. Эффективные показатели двигателя. 7

1.10. Основные параметры цилиндра и двигателя. 7

1.11. Построение индикаторной диаграммы.. 8

2. Тепловой баланс двигателя. 11

3. Внешняя скоростная характеристика. 12

4. Сравнение показателей проектируемого двигателя и прототипа. 14

5. Кинематика. 15

6. Динамика. 16

6.1. Силы давления газов. 16

6.2. Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма. 16

6.3. Удельные и полные силы инерции. 17

6.4. Удельные суммарные силы.. 17

6.5. Крутящие моменты.. 17

6.6. Условные силы, действующие на шатунные шейки коленчатого вала от двух смежных шатунов 18

6.7. Силы, действующие на колена вала. 20

7. Уравновешивание. 21

8. Расчет деталей двигателя. 22

8.1. Расчет поршня. 22

8.2. Расчет поршневого кольца. 23

8.3. Расчет поршневого пальца. 24

8.4. Расчет коленчатого вала. 26

9. Разработка системы питания. 31

10. Расчет на ЭВМ... 35

Заключение. 42

Список литературы.. 43

Введение

В результате интенсивного совершенствования конструкции двигателей, придания им вы­соких потребительских качеств, отвечающих современным требованиям, выпуска новых мо­делей, возникает необходимость повышения уровня подготовки инженеров автомобильного транспорта.

Будущий инженер должен знать теорию и конструкцию двигателей, обеспечивающие ему успешную работу с современными двигателями. Он должен иметь четкое представление о тенденциях развития двигателей, знать отдельные их конструкции, уметь оценивать эксплуа­тационные свойства двигателей, определять нагрузки, действующие на отдельные элементы. Также любой инженер автомобильного транспорта должен суметь самостоятельно модерни­зировать или спроектировать двигатель удовлетворяющий современным требованиям авто­мобилестроения: экономичность, экологичность, высокий коэффициент полезного действия.

Проект по автомобильным двигателям позволяет закрепить знания по данному курсу в со­четании со знаниями, полученными ранее по ряду общетехнических и специальных курсов и их практическом применении к проектированию и расчету двигателя. Он также позволяет развить и проявить творческие способности и инициативы при решении инженерно-конст­рукторских задач в области двигателестроения, получить практику по выполнению инже­нерных расчетов, обоснованию принимаемых решений и пользованию справочной литера­турой.

В данном курсовом проекте будет произведен расчет и конструирование двигателя по за­данным данным, отвечающего современным требованиям. В специальной разработке будут спроектированы отдельные детали двигателя в соответствии с заданием.

Исходные данные

Тип двигателя........................................................................................ дизельный

Число цилиндров, i............................................................................... 8

Расположение цилиндров.................................................................... V-образное

Наддув.................................................................................................... нет

Вид охлаждения.................................................................................... водяное

Номинальная мощность, Ne................................................................. 250 л.с. (185,2 кВт)

при об/мин, n...................................................................................... 2200 об/мин

Степень сжатия, ε.................................................................................. 16,5

Прототип двигателя.............................................................................. ЯМЗ-238

Топливо.................................................................................................. дизельное топливо +

+ сжатый газ

Спец. разработка................................................................................... система питания (схема,

описание конструкции)

Разрез двигателя.................................................................................... поперечный

Шасси автомобиля................................................................................ КрАЗ-256Б

Тепловой расчет

Выбор топлива

В соответствии с ГОСТ 305-82 для рассчитываемого двигателя принимаем дизельное топ­ливо (для работы в летних условиях – марки Л и для работы в зимних условиях – марки З). Цетановое число топлива – не менее 45.

Средний элементарный состав дизельного топлива C = 0,87; H = 0,126; O = 0,004.

Низшая теплота сгорания топлива

H_и = 33,91C+125,6H-10,89(O-S)-2,51(9H+W)=33,91∙0,87+125,6∙0,126-10,89∙0,004-2,51∙9∙0,126=

=42,44 МДж/кг =42440 кДж/кг.

Параметры рабочего тела

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива

;

Коэффициент избытка воздуха:
С наддувом α = 1,7.

Количество свежего заряда

Количество отдельных компонентов продуктов сгорания

;

При α = 1,7

;

Общее количество продуктов сгорания:

Параметры окружающей среды и остаточные газы

Давление и температура окружающей среды и .

Давление окружающей среды для дизелей:

С наддувом p_k = 0,17МПа

Температура окружающей среды для дизелей:

С наддувом T_k = T₀ (p_k / p₀)^{(nk – 1)/nk} = 293 (0,17/0,1)^{(1,65-1)/1,65} = 361 K

Температура остаточных газов T_r = 800 К.

Давление остаточных газов p_r = 0,95 0,17 = 0,162 МПа

Процесс впуска

Принимается температура подогрева свежего заряда ΔT=10 ˚C.

Плотность заряда на впуске ,

где R_В – 287 Дж/(кг∙град) – удельная газовая постоянная для воздуха.

Потеря давления на впуске ,

Давление в конце впуска .

Коэффициент остаточных газов .

Температура в конце впуска .

Коэффициент наполнения .

Процесс сжатия

Для дизелей с турбонаддувом при = 16 ; Т_а = 384 К ; k₁ = 1,3615 ; n₁ = 1,362

Давление в конце сжатия .

Температура в конце сжатия .

Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия:

воздуха

где

.

рабочей смеси

.

Процесс сгорания

Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси и рабочей смеси .

Теплота сгорания рабочей смеси

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания

определяется по эмпирическим формулам из табл. 3.7 [1] для интервала температур от 1501 до 2800 ˚С:

;

Принимаем коэффициент использования теплоты ξ_z=0,82.

Принимаем степень повышения давления λ=2.

Температура в конце видимого процесса сгорания :

,

или , откуда

; .

Максимальное давление сгорания .

Степень предварительного расширения .

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: