
- •Автомобильные двигатели Методические указания к курсовому проектированию для студентов специальности
- •Могилев 2017
- •Введение
- •1 Содержание курсовой работы
- •2 Методика выполнения теплового расчета двигателя
- •2.1 Техническое задание на тепловой расчет
- •2.2 Топливо
- •2.3 Параметры рабочего тела
- •2.4 Параметры окружающей среды и остаточных газов
- •2.5 Расчет параметров в конце процесса впуска
- •2.6 Процесс сжатия
- •2.7 Процесс сгорания
- •2.8 Процесс расширения
- •2.9 Индикаторные и эффективные параметры рабочего цикла, основные параметры цилиндра и двигателя
- •2.10 Построение индикаторной диаграммы двигателя
- •2.11 Построение круговой диаграммы фаз газораспределения
- •3 Методика построения внешней скоростной характеристики
- •4 Порядок выполнения динамического расчета кривошипно-шатунного механизма двигателя
- •4.1 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма
- •4.2 Расчет сил инерции
- •4.3 Расчет суммарных сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме
- •4.4 Расчет сил, действующих на шатунную шейку коленчатого вала
- •4.5 Построение графиков сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме
- •4.6 Построение диаграммы износа шатунной шейки
- •4.7 Построение графика суммарного крутящего момента двигателя
- •4.8 Порядок выполнения динамического расчета на эвм
- •5 Содержание информационных разделов пояснительной записки
- •6 Рекомендации по выбору и расчету механизмов и систем двигателя
- •7 Требования к заключению
- •Список литературы
2 Методика выполнения теплового расчета двигателя
Тепловой расчет производится на режиме номинальной мощности.
Целью теплового расчета является определение аналитическим путем основных параметров, характеризующих двигатель в целом (среднее эффективное давление, удельный эффективный расход топлива, эффективный коэффициент полезного действия), его основных размеров (литраж, рабочий объем цилиндра, ход и диаметр поршня) и построение индикаторной диаграммы.
2.1 Техническое задание на тепловой расчет
В задании указывается марка автомобиля и тип двигателя внутреннего сгорания устанавливаемый, на данное транспортное средство.
По заданному автомобильному двигателю и транспортному средству, принимаются исходные данные и численные значения таких величин, как:
1) m – полная масса автотранспортного средства (АТС), кг;
2)
– максимальная линейная скорость,
которую может развивать автотранспортное
средство, км/ч;
3) ne – номинальная частота вращения коленчатого вала ДВС, мин-1;
4) тип проектируемого двигателя – бензиновый (карбюратор или впрыск) или дизельный;
5) i – число цилиндров;
6) – степень сжатия;
7) – число тактов двигателя, = 4;
8) – коэффициент избытка воздуха [2];
9) k – коэффициент короткоходности (отношение хода поршня S к его диаметру D), k = S/D.
10)
Номинальная мощность двигателя,
кВт и соответствующая ей частота
вращения коленчатого вала двигателя;
11) Максимальный крутящий момент двигателя и соответствующая ему частота вращения коленчатого вала двигателя.
Все данные принятые по автомобильному двигателю представляются в виде таблицы. В таблице обязательно указывается хода поршня S и его диаметру D.
В списке литературы дается ссылка на источник информации.
2.2 Топливо
Для бензинового двигателя в соответствии с заданным значением степени сжатия определяется марка бензина по таблице 2.1 (по СТБ 1656-2011 или ГОСТ 32511-2013).
Таблица 2.1 – Выбор марки бензина
Степень сжатия |
8,5…9,5 |
9,5…12,0 |
12,0…15,0 |
Марка бензина |
АИ-92-К5-Евро |
АИ-95-К5-Евро |
АИ-98-К5-Евро |
Для дизельного двигателя выбирается дизельное топливо экологического класса К4 или К5 (по СТБ 1658-2012): для работы в летних условиях – марка Л (сорт C или B), в зимних – марка З (сорт F). Обозначение: ДТ-З-К5, сорт F.
Средний элементарный состав топлива (С, Н, О – массовые доли углерода, водорода и кислорода в 1 кг топлива соответственно):
–
бензина: С = 0,855; Н
= 0,145; молярная масса
= 115 кг/ кмоль;
– дизельного топлива: С = 0,870; Н = 0,126; О = 0,004.
Низшая теплота сгорания топлива Нu , МДж/кг, находят по формуле
Нu = (33,91 С + 103,01 Н – 10,89 О). (2.1)
2.3 Параметры рабочего тела
Теоретически
необходимое количество воздуха для
сгорания 1 кг топлива
,
кмоль возд./ кг топл., находят по формуле
.
(2.2)
Теоретически
необходимое количество воздуха для
сгорания 1 кг топлива
,
кг возд./ кг топл., находят по формуле
.
(2.3)
Количество
горючей смеси
,
кмоль гор. см./ кг топл.,
для бензинового
двигателя находят по формуле
.
(2.4)
Количество свежего
заряда
,
кмоль гор. см./ кг топл.,
для дизельного
двигателя находят по формуле
.
(2.5)
Количество отдельных компонентов продуктов сгорания бензина находят по формулам:
;
;
;
(2.6)
;
.
Количество отдельных компонентов продуктов сгорания дизельного топлива находят по формулам:
;
;
;
(2.7)
.
Общее количество продуктов сгорания бензина находят по формуле
.
(2.8)
Общее количество продуктов сгорания дизельного топлива:
.
(2.9)