Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1960

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
2.32 Mб
Скачать

ТРАНСПОРТНАЯ ЭНЕРГЕТИКА МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Омск • 2012

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»

Кафедра «Теплотехника и тепловые двигатели»

Транспортная энергетика Методические указания к курсовой работе по дисциплине

Составитель П.И. Домань

Омск

СибАДИ

2012

1

УДК 536.7:536.8 ББК 31.365 М 54

Рецензент канд. техн. наук, доц. Балакин В.Д.

Работа одобрена научно-методическим советом направления 190700.62 в качестве методических указаний для студентов всех форм обучения направления 190700 «Технология транспортных процессов», профиль «Организация и безопасность движения», профиль «Организация перевозок на автомобильном транспорте»

Транспортная энергетика. Методические указания к курсовой работе. /сост.

П.И. Домань. – Омск: СибАДИ, 2012. – 32с.

В методических указаниях рассмотрены объем и содержание курсовой работы, методика ее выполнения, правила оформления пояснительной записки и графической части курсовой работы.

Табл. 5. Ил. 2. Прил. 5. Библиогр.: 2 назв.

______________________________________________________

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………..……………………….. 4

1.ОБЪЕМ И СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ….…………………….. 5

2.ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ……………….….. 5

3.МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ …………………….. 8

3.1.Технико-экономическое обоснование ……………………………… 8

3.2.Тепловой расчет двигателя ...………………………………………... 8

3.3.Параметры рабочего тела …...………………………………………. 9

3.4.Параметры процесса впуска ...……………………………………… 11

3.5.Параметры процесса сжатия …...…………………………………… 12

3.6.Параметры процесса сгорания ……………………………………… 13

3.7.Параметры процесса расширения и выпуска …...…………………. 16

3.8.Индикаторные параметры рабочего цикла ………………………… 17

3.9.Эффективные показатели двигателя ..……………………………… 17

3.10.Основные размеры цилиндра и двигателя ……………………….. 18

4.ОФОРМЛЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ …..…. 19

4.1.Построение индикаторной диаграммы …………………………….. 19

4.2.Внешняя скоростная характеристика ………..…………………….. 22

2

5. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОЕКТИРУЕМОГО 25

ДВИГАТЕЛЯ И ПРОТОТИПА ………………………………………………….

6.ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ …………………………………….. 26

7.ЗАЩИТА КУРСОВОЙ РАБОТЫ …………………………………………… 26

Библиографический список …………………………………………………….. 26

Приложение 1. Технические характеристики двигателей ………………….

27

Приложение 2.

Номограмма для определения показателя адиабаты

28

Приложение 3.

сжатия К1 ……………………………………………………………...

29

Номограмма для определения показателя адиабаты

Приложение 4.

расширения К2 для бензиновых двигателей ……………………..

30

Номограмма для определения показателя адиабаты

Приложение 5.

расширения К2 для дизелей ……………………..…………….......

31

Форма титульного листа пояснительной записки …..………

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Транспортная энергетика» предназначены для студентов всех форм обучения по направлению 190700, профиль «Организация перевозок на автомобильном транспорте» и «Организация и безопасность движения».

Выполнение курсовой работы является завершающим этапом изучения дисциплины «Транспортная энергетика» и преследует цель систематизации и глубокого закрепления знаний, полученных студентами по автомобильным двигателям.

Основными задачами курсовой работы являются:

- получение практики применения теоретических знаний к решению транспортных задач и улучшению экономических показателей работы транспортных систем;

3

-развитие творческих способностей и инициативы при решении инженерных задач в области транспорта;

-привитие навыков обоснованного принятия инженерных решений на основании анализа и критической оценки параметров и конструктивных особенностей существующих двигателей;

-умение пользоваться литературными источниками для решения конкретных инженерных задач.

1. ОБЪЁМ И СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Обязательным условием успешного выполнения и защиты курсовой работы по автомобильным двигателям является проведение реконструкции существующего двигателя и достижение лучших технико-экономических показателей по сравнению с прототипом.

Объем и содержание курсовой работы составляют:

1.Пояснительная записка:

– оглавление;

– задание на проект;

– технико-экономическое обоснование проектируемого двигателя и выбор основных параметров, необходимых для расчета двигателя;

– тепловой расчет двигателя;

– расчет индикаторной диаграммы;

– расчет внешней скоростной характеристики;

– сравнительная таблица основных показателей проектируемого двигателя и прототипа с кратким описанием усовершенствований и изменений, которые внесены в проектируемый двигатель по сравнению с прототипом;

– перечень использованной литературы.

2.Графическая часть курсовой работы:

4

индикаторная диаграмма двигателя;

внешняя скоростная характеристика.

2. ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Заданиенавыполнениекурсовой работыосуществляется потабл.1 и 2всоответствии с двумя последними цифрами зачетной книжки.

По табл. 1 (номер варианта соответствует последней цифре шифра) устанавливается прототип проектируемого двигателя, перечень деталей и систем, подлежащих расчету. По табл. 2 в соответствии с вариантом и предпоследней цифрой шифра устанавливается заданная мощность Nе, частота вращения коленчатого вала n и степень сжатия ε. Исходные величины задания Nе и n даны для номинального режима работы двигателя.

Остальные величины и коэффициенты, необходимые для проведения расчетов, устанавливаются и обосновываются студентом самостоятельно в соответствии с конструкцией двигателя.

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

Вариант

0

1

2

3

4

5

6

 

7

8

9

Тип двигателя*

К-4

К-4

Д-4

К-4

К-4

Д-4

К-4

 

К-4

Д-4

К-4

Назначения двигателя*

Л.А

Л.А

Г.А

Л.А

Г.А

Г.А

Л.А

 

Г.А

Г.А

Л.А

Число и расположение

4-V

4-р

6-V

4-р

8-V

8-V

4-р

 

8-V

8-V

4-р

цилиндров двигателя*

 

Расположение клапанов

 

 

 

 

В Е Р Х Н Е Е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тип охлаждения

В

Ж

Ж

Ж

Ж

Ж

Ж

 

Ж

Ж

Ж

Рекомендуемый прототип

МеМЗ-

МеМЗ-

ЯМЗ-

МЗМА-

ЗИЛ-

ЗИЛ-

ГАЗ-

 

ЗМЗ-53

КамАЗ-

ВАЗ-

 

968

245

236

412Э

130

645

24Д

 

 

740

2108

Примечания:

*Д – 4-х тактный дизель; К-4 – карбюраторный 4-х тактный двигатель;

 

 

 

 

Г.А - грузовой автомобиль; Л.А – легковой автомобиль; Р – рядное расположение цилиндров;

 

V-V – образное расположение цилиндров;

 

 

 

 

 

 

 

В – воздушное охлаждение; Ж – жидкостное охлаждение.

 

 

 

 

 

6

Таблица 2

Вариант

 

0

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

3

 

 

 

4

 

 

 

 

5

 

 

 

 

6

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задаваемые

 

Ne, кВт

 

 

Ne, кВт

 

 

Ne, кВт

 

 

Ne, кВт

 

 

Ne, кВт

 

 

Ne, кВт

 

 

Ne, кВт

 

 

Ne, кВт

 

 

 

Ne, кВт

 

 

Ne, кВт

параметры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предпослед-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n, мин-1

n, мин-1

n, мин-1

n, мин-1

n, мин-1

n, мин-1

n, мин-1

n, мин-1

n, мин-1

n, мин-1

няя цифра шифра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

29

 

7,1

 

39

 

8,8

 

130

 

 

 

16,4

 

52

8,4

 

117

7,0

 

136

 

 

 

18,0

 

 

69

 

8,1

 

80

 

6,7

 

155

 

 

17,0

 

50

 

9,9

 

 

 

 

2000

 

 

 

 

2700

 

 

2600

 

 

4000

 

 

5400

 

 

 

 

 

 

 

5500

 

3400

 

 

 

 

 

4400

3000

 

 

 

 

 

 

5800

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

33

 

7,4

 

43

 

9,6

 

137

 

 

17,1

 

56

8,8

 

110

6,6

 

140

 

 

 

18,4

 

73

 

8,2

 

88

 

7,1

 

152

 

16,6

 

49

 

9,7

 

 

 

 

 

2300

 

 

 

2900

 

 

 

2400

 

 

4500

 

 

5600

 

 

 

 

 

 

 

5700

 

3100

 

 

 

 

 

4600

 

3400

 

 

 

 

 

5600

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

31

 

7,2

 

37

 

8,4

 

134

 

16,8

 

59

9,2

 

113

 

6,8

 

137

 

 

18,1

 

67

 

8,0

 

85

 

7,0

 

162

17,3

 

46

 

8,9

 

 

 

 

 

2200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4300

 

 

5200

 

 

 

 

 

 

 

6000

 

3200

 

 

2800

 

4200

 

3200

 

 

 

 

 

 

5400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2800

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

32

 

7,4

 

 

40

 

9,1

 

133

16,7

 

53

8,5

 

114

 

6,8

 

132

 

17,6

 

 

71

 

 

8,1

 

82

 

6,8

 

153

16,8

 

 

47

 

9,1

 

 

 

 

 

2100

 

 

 

2500

 

 

 

 

 

 

 

 

4400

 

 

5500

 

 

 

 

 

 

 

5500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4500

 

3100

 

 

 

 

 

 

5400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2500

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

30

 

7,1

 

42

 

9,4

 

139

17,3

 

 

57

9,1

 

112

 

6,7

 

138

 

18,2

 

75

 

8,3

 

89

 

7,2

 

160

16,9

 

50

 

9,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2800

 

 

 

 

 

 

 

 

4100

 

 

5600

 

 

2400

 

5800

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4700

 

3400

 

 

 

 

 

 

5700

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2600

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

29

 

7,0

 

44

 

9,7

 

138

17,0

 

60

9,3

 

109

 

6,6

 

133

 

17,7

 

68

 

8,0

83

 

6,9

 

164

17,2

 

45

 

8,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2600

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2700

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4100

 

 

5700

 

 

 

 

 

 

 

 

6000

 

 

 

 

 

 

 

 

4300

 

3100

 

 

 

 

 

 

5200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

33

 

7,5

 

38

 

8,5

 

132

16,6

 

54

8,6

 

115

 

6,9

 

139

 

18,3

 

72

 

8,3

84

 

6,9

 

156

16,7

 

48

 

9,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4400

 

 

5200

 

 

 

 

 

 

 

 

5600

 

 

 

2900

 

 

4500

 

3200

 

 

 

 

 

 

5500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

31

 

7,3

 

40

 

9,0

 

135

16,9

 

58

8,9

 

111

6,7

 

134

 

17,8

 

76

 

8,4

 

87

 

 

7,1

 

 

158

17,1

 

48

 

9,6

 

 

4200

 

 

 

 

5000

 

 

 

 

2200

 

 

 

 

 

 

5800

 

 

 

3100

 

 

 

 

2600

 

 

 

 

 

 

4700

 

 

 

 

3300

 

 

 

 

2700

 

 

 

 

 

5600

 

 

 

8

 

 

30

 

7,2

 

41

 

9,3

 

138

17,2

 

60

9,0

 

108

 

6,5

 

140

18,5

 

70

 

8,2

 

81

 

6,8

 

150

16,5

 

46

 

8,7

 

 

 

 

 

2400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4200

 

 

5500

 

 

 

 

 

 

 

 

5900

 

 

 

3000

 

4400

 

3000

 

 

 

 

 

 

5300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2400

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

32

 

7,3

 

38

 

8,7

 

131

16,5

 

55

8,7

 

116

 

6,9

 

135

17,9

 

74

 

8,4

86

 

7,0

 

165

17,5

 

47

 

9,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2700

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4300

 

 

5300

 

 

2000

 

5600

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4600

 

3300

 

 

 

 

 

 

5400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2800

 

 

 

 

 

 

 

 

7

Если студент связан по своей производственной работе с эксплуатацией, ремонтом или конструированием других типов двигателей, то ему может быть выдано на курсовое проектирование индивидуальное задание. Индивидуальное задание согласовывается с руководителем курсового проекта.

3. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

3.1. Технико-экономическое обоснование

Выполнение курсовой работы следует начинать с детального рассмотрения материалов по существующим аналогичным с заданным двигателям. На основании изучения этих материалов должен быть проведен краткий анализ положительных и отрицательных качеств прототипа (прил. 1).

Всвязи с тем, что проектируемый двигатель должен иметь лучшие технико-экономические показатели, чем у прототипа, необходимо правильно наметить конструктивные мероприятия, позволяющие решить поставленную задачу.

Всоответствии с намеченными конструктивными усовершенствованиями необходимо выбрать основные параметры двигателя, учитывая тенденцию их развития. В первую очередь выбираются: марка топлива, расчетный коэффициент избытка воздуха

, форма камеры сгорания и отношение хода поршня к диаметру цилиндра S/D. Выбор каждого параметра должен сопровождаться обоснованием с указанием причин, по которым выбрано то или иное значение.

После проведения технико-экономического анализа, обоснования конструктивных усовершенствований и выбора исходных показателей проектируемого двигателя можно приступать к тепловому расчету.

3.2. Тепловой расчет двигателя

При выполнении теплового расчета следует обратить особое внимание на точность, так как ошибка в подсчете одного показателя влечет за собой искажение всего расчета. В связи с этим рекомендуется основные параметры теплового расчета

8

проектируемого двигателя сопоставлять с соответствующими параметрами существующих прогрессивных двигателей аналогичного типа. При существенных отличиях расчетных параметров от сопоставляемых, расчет необходимо уточнить, а в отдельных случаях необходимо изменить и принятые для расчета величины и коэффициенты.

Тепловой расчет ведется для одного номинального режима работы двигателя.

3.3.Параметры рабочего тела

1.В соответствии с выбранным сортом топлива устанавливается его октановое число, молекулярная масса mТ , химический элементарный состав по массе и низшая теплота сгорания топлива

Hu.

2.Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива, (кмоль /кг; кг/кг)

L

 

1

 

 

 

 

C

 

H

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

12

4

32

0

 

 

0,21

 

 

 

 

 

1

 

8

 

 

 

 

 

 

l0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C 8H O .

0,23

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

Средний элементарный состав бензина: С=0,855; Н=0,145; О=0. Средний элементарный состав дизельного топлива: С=0,870;

Н=0,126; О=0,004.

3. Количество горючей смеси для бензинового двигателя (кмоль/кг)

1

M1 L0 mT ,

или воздуха для дизеля (кмоль/кг)

M1 L0,

где коэффициент избытка воздуха.

Коэффициент избытка воздуха α при работе двигателя на номинальном режиме принимаем: бензиновые карбюраторные двигатели α=0,96; бензиновые инжекторные двигатели α=0,98; дизельные двигатели с неразделенной камерой сгорания α=1,4.

Молекулярная масса бензина mТ=115 кг/кмоль.

9

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]