
- •Предисловие
- •Практическая работа №1 расчет параметров рабочего тела, окружающей среды и остаточных газов.
- •1. Выбираем основные режимы работы энергетической установки:
- •2. Определить средний элементарный состав топлива.
- •3. Вычисляем значения низшей теплоты сгорания топлива.
- •4. Находим значения параметров рабочего тела.
- •5. Определяем количество горючей смеси.
- •6. Находим количество отдельных компонентов продуктов неполного сгорания
- •7. Параметры окружающей среды и остаточных газов.
- •Пример расчета Тепловой расчет карбюраторного двигателя и двигателя с распределенным впрыском топлива
- •В процессе расширения и выпуска рабочим телом являются продукты сгорания топлива:
- •2. Количество горючей смеси (m1):
- •3. Количество отдельных компонентов продуктов сгорания жидкого топлива для двигателя с впрыском топлива:
- •0,4163 Кмоль n2/кг топлива;
- •0,0018 Кмоль o2/кг топлива;
- •4. Общее количество продуктов сгорания жидкого топлива:
- •Практическая работа №2 расчет параметров процесса впуска и сжатия.
- •Вычисляем значения температуры подогрева свежего заряда.
- •2. Находим значения плотности заряда на впуске.
- •3. Определяем величины потери давления на впуске.
- •4. Вычисляем значение давления в конце впуска.
- •5. Находим величину коэффициента остаточных газов.
- •6. Температура в конце впуска.
- •7. Коэффициент наполнения.
- •Пример расчета параметров процесса впуска
- •Расчет процесса сжатия.
- •8. Определить средний показатель политропы сжатия.
- •9. Давление и температура в конце процесса сжатия.
- •10. Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия.
- •Пример расчета процесса сжатия
- •Пример расчета процесса сгорания
- •Порядок расчета параметров процесса расширения и выпуска.
- •10. Процессы расширения и выпуска.
- •Расчет параметров процессов расширения и выпуска
- •Практическая работа №4 расчет индикаторных размеров рабочего цикла двигателя.
- •Определяем индикаторное давление.
- •3.Определяем величину индикаторной мощности.
- •4. Находим значение индикаторного кпд.
- •5. Вычисляем величины удельного индикаторного расхода топлива.
- •Расчет параметров процессов расширения и выпуска
- •Пример расчета индикаторных параметров рабочего цикла
- •Практическая работа №5 расчет эффективных показателей и основных размеров цилиндра и двигателя.
- •1.Среднее давление механических потерь.
- •2.Среднее эффективное давление.
- •3. Механический кпд и эффективный кпд.
- •4. Эффективная мощность.
- •5. Эффективный удельный расход топлива.
- •Пример расчета эффективных показателей двигателя
- •Порядок расчета основных параметров цилиндра и двигателя.
- •6. Литраж двигателя и рабочий объем одного цилиндра.
- •7. Диаметр цилиндра и ход поршня
- •8. Основные параметры и показатели двигателя.
- •Практическая работа №6 расчет внешней скоростной характеристики двигателя.
- •1.Эффективная мощность
- •6. Величины параметров внешней скоростной характеристики.
- •7. По расчетным точкам в масштабе построить диаграмму внешней скоростной характеристики.
- •Практическая работа №7 расчет теплового баланса двигателя.
- •Практическая работа №8 расчет динамики кривошипно-шатунного механизма.
- •Определяем величины силы давления газов.
- •Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма.
- •Находим значения силы инерции, действующие в кшм.
- •4. Определяем значения суммарных сил, действующие в кшм.
- •5. Вычисляем значения сил, действующие на детали кшм.
- •5. По данным таблицы строят графики.
- •Практическая работа № 9 расчет элементов поршневой группы.
- •Порядок выполнения работы. Расчет поршня
- •1. Напряжение изгиба.
- •2. Тепловые напряжения.
- •3. Напряжение сжатия.
- •4. Напряжение разрыва.
- •5. Напряжение среза кольцевой перемычки.
- •6. Максимальные удельные давления.
- •7. Правильность установления размеров диаметров головки и юбки поршня.
- •Пример расчета поршня бензинового двигателя.
- •8. Среднее давление (мПа) кольца на стенку цилиндра:
- •9. Напряжения изгиба кольца
- •10. Монтажный зазор в прямом замке поршневого кольца в холодном состоянии
- •Пример расчета поршневого кольца бензинового двигателя.
- •Порядок расчета поршневого пальца
- •11.Расчетная сила (мн), действующая на поршневой палец:
- •12. Удельное давление (мПа) пальца на втулку поршневой головки шатуна:
- •13. Удельное давление плавающего пальца на бобышки:
- •14. Напряжение изгиба пальца.
- •15. Касательные напряжения от среза пальца в сечениях.
- •16. Максимальная овализация пальца.
- •17. Напряжения, возникающие при овализации пальца на внешней и внутренней поверхностях.
- •Расчет поршневого пальца карбюраторного двигателя.
- •Практическая работа №10 расчет элементов шатунной группы
- •Порядок расчета поршневой головки
- •1. Напряжения в поршневой головке шатуна.
- •6. Напряжения в головке на внешнем и внутреннем волокнах.
- •7. Суммарная сила, сжимающая головку.
- •8. Напряжения от суммарной сжимающей силы:
- •9. Максимальное и минимальное напряжения асимметричного цикла:
- •2. Порядок расчета кривошипной головки.
- •10.Напряжение изгиба крышки головки от инерционных сил.
- •11. Напряжение изгиба крышки (мПа) с учетом совместной деформации вкладышей:
- •Пример расчета кривошипной головки шатуна карбюраторного двигателя.
- •3. Порядок расчета стержня шатуна.
- •12. Сила, сжимающая шатун.
- •13. Сила, растягивающая шатун.
- •14. Максимальные напряжения сжатия и продольного изгиба.
- •15. Минимальное напряжение, возникающее от растягивающей силы Рр.
- •Пример расчета стержня шатуна карбюраторного двигателя.
- •4. Порядок расчета шатунных болтов.
- •Практическая работа №11 расчет элементов корпуса двигателя.
- •Порядок расчета блока цилиндров.
- •Порядок расчета гильзы цилиндра.
- •1. Толщину стенки гильзы, выбранную конструктивно, проверяют по формуле, применяемой для расчета цилиндрических сосудов:
- •2. Растягивающее напряжение от действия сил газов.
- •8. Суммарные напряжения от давления газов и перепада температур:
- •Пример расчета гильзы цилиндра карбюраторного двигателя.
- •Порядок расчета головки блока цилиндров.
- •9. Напряжение разрыва
- •Порядок расчета шпилек головки блока.
- •Пример расчета шпильки головки блока карбюраторного двигателя.
- •Практическая работа №12 расчет элементов газораспределения карбюраторного двигателя.
- •Порядок расчета основных размеров проходных сечений в горловине и в клапане.
- •1. Площадь проходного сечения клапана при максимальном подъеме:
- •2. Диаметр горловины клапана
- •Основные размеры впускного кулачка.
- •4. Радиус начальной окружности
- •5. Максимальный подъем толкателя
- •Пример расчета времени-сечения клапана.
- •18. Масса движущихся деталей механизма распределения, приведенная к толкателю
- •19. Стрела прогиба, мм
- •20. Напряжения смятия, возникающие в местах контакта рабочих поверхностей кулачка и толкателя, определяют для плоского и роликового толкателей:
- •21. Напряжение изгиба
- •22. Скручивающий момент
- •23. Напряжения скручивания и суммарное
- •Пример расчета распределительного вала.
- •Практическая работа №13. Расчет элементов карбюратора.
- •Порядок расчета диффузора.
- •1. Теоретическая скорость воздуха (м/с) (без учета гидравлических сопротивлении) для любого сечения диффузора:
- •2. Действительная скорость воздуха в диффузоре
- •3. Действительный секундный расход воздуха (кг/с) через диффузор исходя из его размеров определяется уравнением
- •Порядок расчета жиклеров.
- •4.Теоретическая скорость топлива, протекающего через главный жиклер:
- •5. Теоретическая скорость топлива, протекающего через компенсационный жиклер.
- •6. Теоретическая скорость топлива, проходящего через топливный жиклер, определяется из уравнения
- •7. Секундный расход топлива
- •8. Количество воздушной эмульсии.
- •9. Диаметр топливного жиклера:
- •10. Диаметр эмульсионного (воздушного) жиклера:
- •11. Коэффициент избытка воздуха.
- •Практическая работа №14. Расчет элементов смазочной системы.
- •Расчет маслянного насоса.
- •1. Количество теплоты, выделяемой топливом.
- •2. Циркуляционный расход масла (м3/с) при заданной величине qm
- •3. Расчетная производительность насоса.
- •Расчет центрифуги.
- •12. Мощность (кВт), затрачиваемая на привод центрифуги:
- •Пример расчета центрифуги.
- •Расчет маслянного радиатора.
- •13. Количество теплоты, отводимой водой от радиатора:
- •14. Коэффициент теплопередачи от масла к воде
- •15. Количество тепла (Дж/с), отводимого маслом от двигателя:
- •16. Температура масла на входе в радиатор и на выходе из него, к:
- •17. Поверхность охлаждения масляного радиатора, омываемая водой
- •Пример расчета масляного радиатора.
- •Практическая работа №15 расчет элементов системы охлаждения.
- •Порядок выполнения работы
- •1. При жидкостном охлаждении количество отводимой теплоты (Дж/с)
- •2. Количество теплоты (Дж/с), отводимое от двигателя системой воздушного охлаждения, определяется из уравнения
- •Порядок расчета жидкостного радиатора.
- •3. Поверхность охлаждения радиатора (м2)
- •4. Коэффициент теплопередачи
- •Порядок расчета поверхности воздушного охлаждения.
- •10. Количество охлаждающего воздуха, подаваемого вентилятором.
- •11. Поверхность охлаждения ребер цилиндра
- •12. Величина коэффициента теплоотдачи, Вт/(м2 ∙ к):
- •13. Поверхность охлаждения ребер головки цилиндра
- •Литература Основные:
- •Дополнительные:
Практическая работа №4 расчет индикаторных размеров рабочего цикла двигателя.
Цель: Определяя индикаторные параметры дать характеристику рабочему циклу внутреннего сгорания.
Определяем индикаторное давление.
Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания характеризуется средним индикаторным давлением, индикаторной мощностью и индикаторным КПД.
Для бензинового двигателя, работающего по циклу с подводом теплоты при V= const, теоретическое среднее индикаторное давление
Для дизеля, работающего по циклу со смешанным подводом теплоты:
Действительное среднее индикаторное давление:
где:
коэффициент
полноты диаграммы
Для двигателей с электронным впрыском топлива……… 0,95 — 0,98
Для карбюраторных двигателей ………………....................0,94 — 0,97
Для дизелей : …………………............... 0,92 — 0,95
34
При
работе на полной нагрузке величина
(МПа) достигает:
Для четырехтактных бензиновых двигателей…………………….. 0,6 — 1,4
Для четырехтактных бензиновых двигателей форсированных …. до 1,6
Для четырехтактных дизелей без наддува ………………............... 0,7 — 1,1
Для четырехтактных дизелей с наддувом ………………………… до 2,2
3.Определяем величину индикаторной мощности.
Индикаторная мощность двигателя (Ni,) — работа, совершаемая газами внутри цилиндра в единицу времени.
Для многоцилиндрового двигателя (кВт)
Ni = pi Vh i n/(30 τ)
где: pi — среднее индикаторное давление, МПа;
Vh — рабочий объем одного цилиндра, л (дм3);
i — число цилиндров;
n — частота вращения коленчатого вала, мин-1;
τ — тактность двигателя.
4. Находим значение индикаторного кпд.
Индикаторный КПД характеризует степень использования в действительном цикле теплоты топлива для получения полезной работы.
Для
двигателей, работающих на жидком
топливе:
где:
выраженно
в МПа;
в
кг/кг топл.;
в
МДж/кг топл.;
в
МПа.
Для двигателей, работающих на газообразном топливе:
где:
выражено в моль/моль топл.;
в
К;
и
в
МПа.
В современных автомобильных двигателях, работающих на номинальном режиме, величина индикаторного КПД составляет:
Для двигателей с электронным впрыском топлива………..0,35-0,45
Для карбюраторных двигателей………………………………..0,30-0,40
Для дизелей…………………………………………………………..0,40-0,50
Для газовых двигателей……………………………………………0,28-0,35
5. Вычисляем величины удельного индикаторного расхода топлива.
При
известной величине индикаторного КПД
индикаторный удельный расход
жидкого топлива
Для
двигателей, работающих на газообразном
топливе, индикаторный удельный расход
газового топлива
35
Удельные расходы топлив на номинальном режиме:
Для
двигателей с электронным впрыском
топлива….
Для
карбюраторных двигателей……………………….
Для
дизелей……………………………………………
Для
газовых двигателей………………………………
Таблица 6. Таблица окончательных значений индикаторных параметров рабочего цикла.
Параметры |
Единицы измерения |
Индикаторные параметры рабочего цикла двигателя |
|||
Вид двигателя (например, карбюраторный двигатель) |
|||||
n |
об/мин |
|
|
|
|
pi |
МПа |
|
|
|
|
|
МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|