УНІВЕРСИТЕТ
УКРАЇНА
Кафедра ТА
курсовА робота
(Курсовий проект)
з дисципліни: “Автомобільні двигуни”
Виконала студентка
групи АГ -61 Гладченко Д.
Прийняв Шаповал В. В.
Київ –2009
Завдання
на виконання розрахункової роботи (проекту) з дисципліни: “Автомобільні двигуни”
Тема розрахункової роботи (проекту): тепловий розрахунок двигуна внутрішнього згорання з параметрами:
Потужність – 50 кВт
Паливо – бензин А- 95
Ступінь стиску – 15
Частота обертання колінчатого валу – 5300об/хв
Система для розробки : Система відведення відпрацьованих газів. Каталізатор.
Зміст
ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК ДВИГУНА НА ЕОМ 1. Робочі процеси і характеристики двигуна
2. Система відведення відпрацьованих газів. Каталізатор. 3. Література |
4 6 6 8 10 11 12 12 13 14 15 18 22 23
|
ТЕПЛОВИЙ
РОЗРАХУНОК ДВИГУНА НА ЕОМ
Початкові дані двигуна |
Потужність |
50 |
кВт |
Число циліндрів |
|||||||
Частота |
5300 |
хв-1 |
i= |
4 |
|||||||
Характеристика палива |
|
|
|||||||||
Масова частка вуглецю |
С |
0,855 |
кг/кг |
|
|
||||||
Масова частка водню |
Н |
0,145 |
кг/кг |
Молярна маса палива |
|||||||
Масова частка кисню |
О |
0 |
кг/кг |
т= |
116 |
||||||
Характеристика навколишнього середовища |
|
|
|||||||||
Температура |
|
То |
288 |
К |
|
|
|||||
Тиск |
|
|
Ро |
0,101325 |
МПа |
|
|
||||
Вибір величин для теплового розрахунку |
|
|
|||||||||
Ступінь стиску |
|
|
15 |
|
|
|
|||||
Коефіцієнт надлишку повітря |
|
0,9 |
|
|
|
||||||
Підвищення температури |
|
5 |
о |
|
|
||||||
заряду в період впуску |
|
|
|
|
|
|
|||||
Розрахунок процесу випуску |
|
|
|||||||||
Коефіцієнт пропорційності |
y |
1,1 |
|
|
|
||||||
Тиск в кінці випуску |
|
Pr |
0,1114575 |
МПа |
|
|
|||||
Температура в кінці випуску |
Tr |
700 |
К |
|
|
||||||
Вибір деяких показників і коефіцієнтів |
|
|
|||||||||
Показник політропи стиску |
n1 |
1,36 |
|
|
|
||||||
Показник політропи розширення |
n2 |
1,23 |
|
|
|
||||||
Коефіцієнт використання теплоти |
|
0,9 |
|
|
|
||||||
Ступінь підвищ тиску за згорання |
|
3,654970929 |
|
|
|
||||||
Коеф скруглення діаграми |
|
0,95 |
|
|
|
||||||
Відношен. ходу до діаметра циліндра |
s/d |
0,9 |
|
|
|
||||||
Розрахунок кількості повітря, свіжого заряду і продуктів згорання |
|
||||||||||
Кількість повітря, необхідна |
Lo |
0,511904762 |
кмоль/кг |
|
|
||||||
для згорання 1 кг палива |
lo |
14,95652174 |
кг/кг |
|
|
||||||
Кількість свіжого заряду |
M1 |
0,469334975 |
кмоль/кг |
|
|
||||||
Кількість продуктів згорання |
M2 |
0,507714286 |
кмоль/кг |
|
|
||||||
Розрахунок процесу впуску |
|
||||||||||
Сумарний коефіцієнт |
|
|
2,6 |
|
|
|
|||||
Середня швидкість руху заряду |
|
100 |
м/с |
|
|
||||||
Газова стала повітря |
|
Rв |
286 |
Дж/(кг К) |
|
|
|||||
Густина заряду |
|
|
1,230150058 |
кг/м3 |
|
|
|||||
Тиск в кінці впуску |
|
Pa |
0,085333049 |
МПа |
|
|
|||||
Коефіцієнт залишкових газів |
|
0,039924175 |
|
|
|
||||||
Температура в кінці впуску |
Ta |
308,6253115 |
К |
|
|
||||||
Коефіцієнт наповнення |
|
|
0,809698152 |
|
|
|
|||||
Розрахунок процесу стиску |
|
||||||||||
Тиск в кінці стиску |
|
Pc |
3,393136861 |
МПа |
|
|
|||||
Температура в кінці стиску |
Tc |
818,1339117 |
К |
|
|
||||||
Розрахунок процесу згорання |
|
|
||||||
Низча теплота згорання |
|
hн |
44 |
МДж/кг |
|
|
|
|
Невикористана теплота згорання |
hа |
6,142857143 |
МДж/кг |
|
|
|
||
Активна теплота згорання |
hа |
37,85714286 |
МДж/кг |
|
|
|
||
Коефіцієнт молекулярної зміни |
|
1,081773813 |
|
|
|
|
||
Коефіцієнт молекулярної зміни |
|
1,078634399 |
hа |
6,142857 |
|
|
||
Внутрішня енергія заряду за стиску |
Uc |
14,08961562 |
Мдж/кмоль |
44 |
|
|
||
Внутрішня енергія при згоранні |
Uz |
77,7814102 |
Мдж/кмоль |
37,85714 |
|
|
||
Температура кінця згорання |
tz |
2499,260615 |
K |
|
|
|
||
Температура кінця згорання |
Tz |
2772,260615 |
К |
|
|
|
||
Тиск в кінці згорання |
|
pz |
12,40181658 |
МПа |
|
|
|
|
Ступінь попереднього розширення |
|
1 |
|
|
|
|
||
Ступінь подальшого розширення |
|
15 |
|
|
|
|
||
Ступінь підвищення тиску |
|
3,654970929 |
|
|
|
|
||
Розрахунок процесу розширення |
|
|
||||||
Тиск в кінці розширення |
|
Pb |
0,443499419 |
МПа |
|
|
|
|
Температура в кінці розширення |
Tb |
1487,075661 |
К |
|
|
|
||
Індикаторні показники двигуна |
|
|
||||||
Середній індикаторний тиск циклу |
|
|
|
|
|
|
||
|
розрахункового |
Pi роз |
1,366230718 |
МПа |
|
|
|
|
|
дійсного |
|
Pi |
1,297919182 |
МПа |
|
|
|
Індікаторна потужність |
|
Ni |
59,21600805 |
кВт |
|
|
|
|
Індикаторний ККД |
|
i |
0,398645486 |
|
|
|
|
|
Питома індикаторна витрата палива |
gi |
0,205240457 |
кг/(кВт год) |
|
|
|||
Ефективні показники двигуна |
|
|
||||||
Експериментальні коефіцієнти |
a |
0,04 |
|
|
|
|
||
|
|
|
b |
0,0135 |
|
|
|
|
Середня швидкість поршня |
c |
12 |
м/с |
|
|
|
||
Середній тиск механічних втрат |
Pm |
0,202 |
МПа |
|
|
|
||
Середній ефективний тиск |
Pe |
1,095919182 |
МПа |
|
|
|
||
Механічний ККД |
|
m |
0,844366273 |
|
|
|
|
|
Ефективна потужність |
|
Ne |
50 |
кВт |
|
|
|
|
Ефективний ККД |
|
e |
0,336602803 |
|
|
|
|
|
Питома витрата палива |
ge |
0,243070411 |
кг/(кВт год) |
|
|
|||
Розрахунок основних розмірів двигуна |
|
|
||||||
Літрова потужність |
|
Nл |
48,4030972 |
кВт/л |
|
|
|
|
Робочий об'єм двигуна |
|
Vл |
1,032991748 |
л |
|
|
|
|
Робочий об'єм циліндра |
|
Vh |
258,2479371 |
см3 |
Приймаєм |
|
||
Діаметр циліндра |
|
D |
72 |
мм |
76 |
мм |
|
|
Хід поршня |
|
|
S |
66 |
мм |
70 |
мм |
|
|
|
|
ш |
0,25 |
|
|
|
|
Радіус кривошипа |
|
R |
33 |
мм |
35 |
мм |
|
|
Довжина шатуна |
|
lш |
132 |
мм |
|
|
|
|
Перерахунок потужності двигуна |
|
|
||||||
Робочий об'єм циліндра |
|
Vh |
317,5521854 |
см3 |
|
|
|
|
Робочий об'єм двигуна |
|
Vл |
1,270208742 |
л |
|
|
|
|
Потужність двигуна |
|
Ne |
61,48203719 |
кВт |
|
|
|
|
Годинна витрата палива |
Gт |
14,94446406 |
кг/год |
|
|
|
||
Середня швидкість поршня |
Vп.ср. |
12,36666667 |
|
|
|
|
||
Похибка |
|
|
% |
-3,055555556 |
% |
|
|
|
Визначення сил інерції в КШМ |
|
|
||||||
Маса поршня і шатуна |
|
mп |
100 |
кг/м2 |
mш |
150 |
кг/м2 |
|
Складова сил інерції мас, що |
|
|
|
|
|
|
||
рухаються поступально |
K |
1,434402133 |
МПа |
|
|
|
||
Сила інерції мас, що обертаються |
Pjo |
1,104362704 |
МПа |
|
|
|
||