Федеральное агентство по образованию
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Автомобильно-дорожный факультет
Расчётно-пояснительная записка к курсовому проекту
Тема: расчет карбюраторного рядного четырёхцилиндрового двигателя автомобиля ВАЗ 2105»
Работу выполнил: Капитонова Е.А. Гр. ОП-III
Проверил: Григорьев В.Г.
Санкт-Петербург
2012
Введение
В основе работы каждого Д.В.С. лежит движение поршня в цилиндре под действием давления газов, которые образуются при сгорании топливной смеси, именуемой в дальнейшем рабочей. При этом горит не само топливо. Горят только его пары, смешанные с воздухом, которые и являются рабочей смесью для ДВС. Если поджечь эту смесь, она мгновенно сгорает, многократно увеличиваясь в объеме. А если поместить смесь в замкнутый объем, а одну стенку сделать подвижной, то на эту стенку будет воздействовать огромное давление, которое будет двигать стенку. Большинство современных автомобилей малого и среднего класса оснащены четырехцилиндровыми двигателями. Существуют моторы и большего объема — с восемью и даже двенадцатью цилиндрами. Чем больше объем двигателя, тем он мощнее и тем выше потребление топлива.
Преимущества ДВС:
1. Высокая дальность передвижения на одной заправке;
2. Малый вес и объем источника энергии (топливного бака).
Д.В.С. применяются во многих транспортных средствах и в промышленности. двухтактные двигатели применяются там, где очень важны небольшие размеры, но относительно неважна топливная экономичность, например, на мотоциклах, небольших моторных лодках, бензопилах и моторизованных инструментах. Четырёхтактные же двигатели устанавливаются на абсолютное большинство остальных транспортных средств.
Задание
По заданным параметрам двигателя произвести тепловой расчет,по результатам расчета построить индикаторную диаграмму, определить основные параметры поршня и кривошипа.
Тип двигателя |
Номинальная мощность л.с. (кВт) |
Степень сжатия |
частота вращения коленвала, об/мин-1 |
число и расположение цилиндров
|
Число оборотов двигате1,3ля |
D/S |
Карбюраторный |
47,0(63,5) |
8,5 |
5600 |
4/рядное |
|
79/66 |
1.Тепловой расчёт и тепловой баланс двигателя карбюраторного двигателя
Тепловой расчёт
Топливо
Т.к ε = 8,5, то для выбранного двигателя можно использовать бензин АИ-92.
Средний элементарный состав и молекулярная масса бензина:
С = 0,855; Н = 0,145 и mT = 115 кг/кмоль
Низшая теплота сгорания топлива:
Параметры рабочего тела
Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива:
кмоль возд/кг топлива
кг возд/кг 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 системой и системой холостого хода позволяет получить при соответствующей регулировки как мощностной, так и экономичный состав смеси. Стремление получить двигатель достаточно экономичный и с меньшей токсичностью продуктов сгорания, которая достигается при α= 0,95-0,98, позволяет принять α = 0,96 на основных режимах, а на режимах минимальной частоты вращения α=0,86 и на частоте 1500 об/мин α=0,93.
Пример расчёта будет производиться на номинальных оборотах n = 5600 об/мин при α = 0,96. Результаты остальных расчётов сведены в таблицы.
Количество горючей смеси:
кмоль гор.смеси/кг топлива.
При неполном сгорании топлива (α<1) продукты сгорания представляют собой смесь окиси углерода (СО), углекислого газа (СО), водяного пара (НО), свободного водорода(Н), и азота(N).
Количество отдельных компонентов продуктов сгорания при К = 0,5 (К- постоянная зависящая от отношения количества водорода от окиси углерода содержащихся в продуктах сгорания):
кмольСО2/кг
топл.
кмольСО/кг топл.
кмольН2О/кг
топл.
кмольН2/кг
топл.
кмольN2/кг
топл.
Общее количество продуктов сгорания:
кмоль пр.сгор/кг топл.
Проверка:
C/12+H/2+0,792*α*L0=0,855/12+0,145/2+0,792*0,96*0,516=0,07125+0,0725+0,3923=0,5360 кмоль пр.сгор/кг топл.
Таблица 1
Параметры |
Рабочее тело |
|||||||
N |
850 |
1500 |
2500 |
3400 |
4000 |
4500 |
5600 |
6000 |
Α |
0,86 |
0,93 |
0,96 |
0,96 |
0,96 |
0,96 |
0,96 |
0,96 |
M1 |
0,4525 |
0,4886 |
0,5041 |
0,5041 |
0,5041 |
0,5041 |
0,5041 |
0,5041 |
MCO2 |
0,0512 |
0,0612 |
0,0655 |
0,0655 |
0,0655 |
0,0655 |
0,0655 |
0,0655 |
MCO |
0,0200 |
0,0100 |
0,0057 |
0,0057 |
0,0057 |
0,0057 |
0,0057 |
0,0057 |
MH2O |
0,0625 |
0,0675 |
0,0696 |
0,0696 |
0,0696 |
0,0696 |
0,0696 |
0,0696 |
MH2 |
0,0100 |
0,0050 |
0,0029 |
0,0029 |
0,0029 |
0,0029 |
0,0029 |
0,0029 |
MN2 |
0,3515 |
0,3801 |
0,3923 |
0,3923 |
0,3923 |
0,3923 |
0,3923 |
0,3923 |
M2 |
0,4952 |
0,5238 |
0,5361 |
0,5361 |
0,5361 |
0,5361 |
0,5361 |
0,5361 |
Параметры окружающей среды и остаточные газы
Давление и температура окружающей среды:
МПа;
К
Температура остаточных газов
Tr принимается по диаграмме для расчётных режимов двигателя [1] (рис 5.1).
Давление остаточных газов pr за счет расширения фаз газораспределения и снижения сопротивлений при конструктивном оформлении выпускных трактов рассчитываемых двигателей можно получить на номинальном скоростном режиме:
МПа
на остальных режимах
)
= 0,119МПа,
где
