- •1. Общие указания по выполнению курсовой работы
- •1.1.Указания по изложению расчетно-пояснительной записки
- •1.2. Структура расчетно-пояснительной записки
- •1.3. Общие указания по изложению графической части проекта
- •1.3.1.Чертеж поперечного разреза двигателя
- •1.3.2.Чертеж узла двигателя
- •Исходные данные
- •2. Тепловой расчет рабочего процесса и технико-экономических показателей поршневой части комбинированного двигателя.
- •2.1. Процесс наполнения.
- •2.1.1. Расчет параметров процесса наполнения.
- •Наполнения (начала сжатия).
- •- Для двухтактных дизелей
- •2.1.1.3. Коэффициент наполнения
- •Для четырехтактных (7)
- •2.2. Процесс сжатия
- •Основными параметрами, характеризующими процесс сжатия, являются:
- •2.3. Процесс сгорания
- •2.3.1. Термохимия процесса сгорания
- •2.3.1.1. Элементарный состав топлива
- •2.3.1.3. Теоретический необходимое количество воздуха для сгорания топлива
- •2.3.1.4. Действительное количество воздуха для сгорания топлива.
- •2.3.1.5. Состав продуктов сгорания
- •2.3.1.6. Теоретический (химический) и действительный коэффициенты молекулярного изменения
- •2.3.1.7. Теплоемкость воздуха и продуктов сгорания
- •2.3.2. Расчет параметров конца процесса сгорания
- •2.4. Процесс расширения
- •2.4.1. Расчет параметров процесса расширения.
- •2.5. Расчет показателей рабочего цикла двигателя
- •2.5.1. Расчет индикаторных показателей.
- •2.5.1.2. Индикаторный кпд и индикаторный удельный расход топлива
- •2.5.2. Расчет эффективных показателей.
- •2.5.3. Определение основных размеров рабочего цилиндра дизеля
- •2.5.4. Определение расходов топлива, воздуха и отработавших газов
- •2.6. Построение индикаторной диаграммы
- •2.6.1 Методика построения индикаторной диаграммы
- •На координатной оси (о-V)
- •На координатной оси (о-р).
- •Расчет политроп сжатия и расширения .
- •Графическое определение среднего индикаторного давления.
- •3.Определение кинематических характеристик движения поршня
- •Кинематика рядного (центрального ) кшм
- •4. Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма
- •4.1 Силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме.
- •4.2 Развертка индикаторной диаграммы
- •4.3 Расчет динамических сил .
- •4.3.1. Удельные силы инерции поступательно движущихся масс в мПа определяются по формуле:
Для четырехтактных (7)
для
двухтактных
(8)
где: e, ev – соответственно геометрическая и действительная степени сжатия (заданы);
g - коэффициент остаточных газов (по заданию);
Рк; Тк - соответственно давление и температура наддувочного воздуха (заданы или вычислены ранее);
Ра; Та – давление и температура воздуха к концу наполнения (вычислены ранее).
2.2. Процесс сжатия
Процесс сжатия воздуха в цилиндре дизеля протекает после закрытия органов газообмена и предназначен для повышения температуры и давления воздушного заряда в цилиндре до таких значений, при которых происходит самовоспламенения топлива и дальнейшее его эффективное сгорание. Процес сжатия является политропным, с показателем nс переменным на всем протяжении хода поршня. В расчетах рабочего цикла принимают условный постоянный средний показатель политропы сжатия равный nс = (1,34¸1,37).
Основными параметрами, характеризующими процесс сжатия, являются:
степень сжатия- e; давление -Рс и температура - Тс конца процесса сжатия, а также показатель политропы сжатия – nс.
2.2.1. Расчет параметров процесса сжатия
При известных значениях степени сжатия и величины показателя политропы сжатия в упрошенном расчете четырехтактных дизелей давление и температура смеси определяется следующим образом:
2.2.1.1. Давление сжатия
,
Мпа
(9)
2.2.1.2. Температура сжатия
.
К
(10)
nс = (1,34¸1,37) – показатель политропы сжатия .
Для двухтактных двигателей вместо геометрического степени сжатия -e подставлять действительную степень сжатия- ev.
2.3. Процесс сгорания
Основным процессом, происходящим в цилиндре дизеля, является горение топлива впрыскиваемого в цилиндр. Выделяющееся при горении топлива тепло идет на повышение внутренней энергии рабочего тела и совершение механической работы (перемещение поршня). Для определения количества воздуха необходимого для полного сгорания топлива и продуктов сгорания надо располагать данными по составу топлива.
2.3.1. Термохимия процесса сгорания
2.3.1.1. Элементарный состав топлива
Расчет процесса сгорания производится для дизельного топлива. Основные свойства топлива условно приняты одинаковыми для всех рассчитываемых, в курсовом проекте, вариантов.
Весовой состав дизельного топлива
С = 0,87; Н = 0,126; О = 0,004.
2.3.1.2. Теплота сгорания топлива.
Если известен элементарный состав, то для приближенного определения низшей теплоты сгорания дизельного топлива можно воспользоваться формулой Д.И.Менделеева.
QН
= 33900·С
+ 103000·Н -
10900·О,
(11)
2.3.1.3. Теоретический необходимое количество воздуха для сгорания топлива
В ДВС для сгорания топлива используется кислород воздуха, поступающий в цилиндр, в процессе наполнения.
Для полного сгорания 1 кг топлива, теоретический необходимое количество воздуха в - кг, определяется из выражения:
,
кг (12)
Тоже количество воздуха, выраженное в киломолях на 1 кг топлива:
,
кмоль (13)
где: 0,23 – массовое содержание кислорода в 1 кг воздуха;
0,21 – объемное мольное содержание кислорода в воздухе;
– количество
киломолей С,
Н, О в топливе.
Проверка
,
кг
(14)
где:
mb=28,84
–
масса 1 кмоль воздуха состава (0,21 О2
+0,79 N2)
