Содержание
Титульный лист…………………………………………………….………………1
Задание на курсовую работу……………………………………………….……...2
Содержание...……………………………………………………………….………3
Введение………………………………………………………...…………....4
Тепловой расчет двигателя
Определение низшей теплоты……………….……..…………5
Определение параметров рабочего цикла ….………..………5
Определение параметров остаточных газов.………..……….6
Расчет параметров впуска………………………….…..……...6
Расчет параметров сжатия………………………….…….…...7
Расчет параметров сгорания………………………….….……8
Расчет параметров расширения………………………….…...10
Расчет индикаторных показателей рабочего цикла…….…...10
Расчет эффективных показателей двигателя…………….…..11
Расчет теплового баланса двигателя...………………….…....12
Построение свернутой индикаторной диаграммы..….….…..14
Построение развернутой индикаторной диаграммы………..….……..17
2.2 Построение диаграмм сил инерции и суммарной силы...……..….17
Список использованной литературы…………………………………...……21
Введение
В качестве источника механической энергии на современных автомобилях и тракторах применяют в основном двигатели внутреннего сгорания (ДСВ). В ДСВ химическая энергия топлива преобразуется сначала в тепловую в процессе сгорания, а затем теплота превращается в механическую энергию на валу двигателя. Вырабатываемая механическая энергия частично используется для обслуживания внутренних систем двигателя (охлаждения, смазки, питания), а также внешних систем автомобиля или трактора (электроснабжения; тормозных, если тормозные системы с гидро или пневмоприводом и т.д.). Но основным потребителем механической энергии является движитель (приводные колёса или гусеницы), куда энергия подаётся с помощью трансмиссии.
Основные показатели автомобиля или трактора (скорость движения, максимальная грузоподъёмность, экономичность, экологические факторы и т.п.) определяются главным образом двигателем. Поэтому, представляется очень важным уметь прогнозировать показатели двигателя и его характеристики, чтобы удовлетворить требованиям транспортного средства.
На современных автомобилях и тракторных применяют главным образом четырёхтактные бензиновые и дизельные двигатели. Основным направлением их форсирования и улучшения показателей служат газотурбинный наддув и охлаждение надувочного воздуха. Поэтому, необходимо выполнять тепловой расчёт двигателей именно таких типов с ориентацией на лучшие результаты, достигнутые в практике мирового автотракторного двигателестроения.
Таким образом, тепловой расчёт двигателя является первой и необходимой ступенью в процессе проектирования и создания нового двигателя или в процессе совершенствования существующего.
1.Тепловой расчет двигателя.
В основу теплового расчета двигателей внутреннего сгорания положено определение значений основных параметров цикла - впуска, сжатия, сгорания, расширения и выпуска с последующим определением индикаторных и эффективных показателей, коэффициентов полезного действия, мощностных и экономических показателей. Обычно, тепловой расчет выполняется для режима работы двигателя, соответствующего максимальной мощности и номинальной частоте вращения.
1.1. Определение низшей теплоты.
Элементарный
состав топлива (бензина АИ 80) включает
в себя содержание C=0.855,
H=0.145,
O=0.
1.2. Определение параметров рабочего цикла.
При расчете параметров рабочего цикла в качестве параметров считаем: теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1-го кг топлива; количество свежего заряда; общее количество продуктов сгорания.
Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1-го кг топлива определяется по формулам
,
или
теоретически
необходимое количество воздуха в кг
для сгорания1-го кг топлива;
теоретически необходимое количество
воздуха в кмолях. для сгорания1-го кг
топлива; 0.23-массовое содержание кислорода
в 1-м кг воздуха;
масса 1-го кмоля воздуха.
Количество свежего заряда определяется по формуле
,
где
молекулярная масса паров топлива;
коэффициент избытка воздуха.
Общее количество продуктов сгорания определяется по формуле
при
1.3. Определение параметров остаточных газов.
При расчете параметров остаточных газов в качестве параметров считаем: давление и температуру.
Поскольку на двигателе не установлен наддув, то давление остаточных газов определяется по формуле
В соответствии с
рекомендациями температура остаточных
газов принимается
в пределах
;
Для расчета принимаем
1.4. Расчет параметров впуска.
При расчете параметров впуска, сжатия, сгорания и расширения в качестве параметров считаем: давление, температуру и объем с индексами в нижней части, обозначающими соответствующими точками индикаторной диаграммы
Температура
подогрева свежего заряда принимается
;
Для
расчета принимаем значение
Плотность заряда определяем по формуле
где
удельная газовая постоянная для воздуха.
Давление в конце впуска определяется по формуле
где
потери давления на впуске в двигатель,
которые определяются по формуле
коэффициент,
учитывающий радиус кривошипа, диаметр
поршня, длину шатуна, площадь наименьшего
сечения коэффициента сопротивления
впускной системы, коэффициента затухания
скорости движения заряда;
частота вращения коленчатого вала,
.
Для
расчета принимаем
Коэффициент
остаточных газов определяется по формуле
Температуру
в конце впуска определяем
по формуле
Коэффициент
наполнения определяем
по формуле
1.5. Расчет параметров сжатия.
Давление в конце
сжатия определяем
по формуле
,
где
показатель политропы сжатия, который
определяется по формуле
;
число
оборотов коленчатого вала.
Температуру
в конце сжатия определяем
по формуле
Среднюю
молярную теплоемкость заряда (воздуха)
в конце сжатия (без учета влияния
остаточных газов) определяем по формуле
Число
молей остаточного газа определяется
по формуле
Число молей газов
в конце сжатия определяется по формуле
