Введение

Современные автотранспортные средства отличаются прием­лемыми мощностными и экономическими показателями и доста­точной надёжностью и долговечностью. Однако дальнейшее по­вышение эффективности использования автомобилей требует совершенствования их силовых установок, что невозможно без глу­боких знаний конструкции, процессов, сопровождающих работу автомобильного двигателя, и расчёта его элементов.

Знание рабочих процессов, основ конструирования и расчёта деталей двигателей необходимо не только конструкторам и иссле­дователям, создающим силовые установки, но и техническому персоналу, эксплуатирующему и ремонтирующему их.

Курсовой проект по дисциплине "Рабочие процессы, конструкция и основы расчёта энергетических установок" состоит из трех частей: теплового расчета, динамического расчета и расчета деталей автомобильного двигателя. Целью теплового расчета является определение рабочего объема двигателя, основных его размеров, а также построение индикаторной диаграммы цикла. Динамический расчет автомобильного двигателя заключается в определении сил, действующих на детали кривошипно-шатунного механизма. В третьей, заключительной части курсового проекта проводится расчет и анализ конструкции деталей следующих механизмов и систем: кривошипно-шатунный механизм (цилиндровая, поршневая и шатунная группы, коленчатый вал), механизм газораспределения, система смазки и система охлаждения. В этой части выполняются чертежи рассчитываемых деталей.

1. Задание на проектирование и выбираемые параметры

При выполнении теплового расчёта автомобильного двигателя в состав задания входит следующее:

• тип автомобиля легковой

• тип двигателя карбюраторный

• номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя (частота вращения, при которой двигатель развивает максимальную мощность);

• максимальная мощность двигателя

• давление окружающей среды p₀, МПа (p₀=0,1 МПа);

• температура окружающей среды Т₀, К (Т₀=293 К);

• элементарный состав топлива С=0,855, Н=0,145, О_Т =0;

• низшая теплота сгорания топлива ;

• число цилиндров двигателя i=8;

• степень сжатия =9;

• коэффициент избытка воздуха =0,9;

• степень повышения давления при сгорании

• отношение радиуса кривошипа к длине шатуна

• давление остаточных газов p_r=0,125 МПа;

• температура остаточных газов Т_r=1000 К;

• температура подогрева заряда Т=10 К;

• показатель политропы сжатия n₁=1,385;

• показатель политропы расширения n₂=1,25;

• коэффициент использования теплоты _z=0,89;

• коэффициент скругления индикаторной диаграммы =0,955;

• отношение хода поршня к диаметру цилиндра m=S/D=0,85;

2. Порядок выполнения теплового расчёта

2.2. Параметры свежего заряда

Теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1 кг топлива l₀, кг/кг и L₀, кмоль/кг:

;

где С, Н, О_Т — массовые доли углерода, водорода и кислорода в 1 кг топлива.

Проверку получившихся значений осуществляют по формуле

где _в — молярная масса воздуха (_в=28,96 кг/кмоль).

Действительное количество воздуха, участвующего в сгорании 1 кг топлива

где  — коэффициент избытка воздуха.

Количество свежего заряда М₁, кмоль/кг:

— для карбюраторных двигателей

где _Т — молярная масса топлива (_Т=110-120 кг/кмоль);