2. ОБЪЁМ И СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Объём курсовой: два листа формата А4 с графиками и пояснительная записка объёмом 30…40 с.

Содержание курсовой работы составляют:

1.Пояснительная записка:

–титульный лист (прил. 1);

–оглавление;

–задание на проект;

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

–тепловой расчёт двигателя;

–расчёт индикаторной диаграммы;

–расчёт внешней скоростной характеристикиИ;

–сравнительная таблица основных показателей проектируемо-

го двигателя и прототипа с кратким описанием усовершенствований и изменений, которые внесены в проектируемыйД двигатель по сравнению с прототипом;

–библиографический списокА.

2.Графическая часть курсовой работы состоит :

•из индикаторнойбдиаграммы;

•внешней скоростной характеристики двигателя.

Пояснительнаяизап ска оформляется в электронном виде, на-пользованиемСются -

формулу, кроме символов, обязательно записываются исходные данные и результаты вычислений.

Оформляется курсовая работа в соответствии с ЕСКД [5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18] и источником [19].

3. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Выполнение курсовой работы следует начинать с детального рассмотрения технических характеристик прототипа. На основании изучения этих материалов должен быть проведён краткий анализ положительных и отрицательных качеств прототипа.

В связи с тем, что проектируемый двигатель должен иметь лучшие технико-экономические показатели, чем у прототипа, необходи-

7

мо правильно наметить конструктивные мероприятия, позволяющие решить поставленную задачу [1].

В соответствии с намеченными конструктивными усовершенствованиями необходимо выбрать основные параметры проектируемого двигателя, учитывая тенденцию их развития. В первую очередь выби-

раются: вид топлива, расчетный коэффициент избытка воздуха α, 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 [2].

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

внимание на точность, так как ошибка в подсчёте одного показателя или неправильное округление результата влечёт за собой искажение всего расчёта. Кроме того, рекомендуется сопоставлять основные параметры рассчитываемого двигателя с соответствующими параметрами прототипа или другого двигателя аналогичного типа. При суще-

ляющих определить мощностные и экономические показатели двигателя. Так как мощность Ne и частоту вращения коленчатого вала nN задают для проектируемого двигателя, то под мощностными показателями понимают литраж двигателя и литровую мощность. Под экономическими показателями двигателя понимают удельный расход топлива и коэффициенты полезного действия.

Так как выполнить тепловой расчёт по действительным циклам практически невозможно, его выполняют по расчётным циклам. Тепловой расчет ведётся для номинального режима работы, то есть для режима максимальной мощности двигателя, который является наиболее критичным для показателей прочности и долговечности деталей двигателя.

8

Для двигателя с наддувом необходимо топливо с повышенным октановым числом.

Цетановое число дизельного топлива устанавливается в зависимости от его марки (табл. 5).

Низшая теплота сгорания топлива Hu, МДж/кг, – это количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива без учёта теплоты конденсации водяных паров.

Низшая теплотворная способность топлива Hu, МДж/кг, может быть определена расчётным путём по формуле Д.И. Менделеева, если известен его элементарный состав

Hu = 33,91· C + 125,6 · H – 10,89 · (О – S) – 2,51· (9 · H +W), (1)

где C, H, O, S, W – содержание в рабочей массе топлива углерода, водорода, кислорода, летучей серы и влаги впроцентах (по массе).

В инженерных расчётах допускается использовать значение Hu, определённое экспериментальным путём и приведённое в справочнике.

10

Для расчётов в рамках данной курсовой работы можно использовать справочные данные о значении Hu (табл. 6).

4.1.2. Расчёт необходимого количества воздуха

Для сгорания топлива необходим кислород. Кислород в нашем случае берется из воздуха и в незначительном количестве из топлива. Для полного сгорания топлива необходимо определенное соотношение между количеством воздуха и топлива. Состав смеси воздуха и топлива в этом случае является стехиометрическим. Это соотношение зависит от вида топлива и определяется его элементарным составом.

Теоретически необходимое количество воздуха L0, кмоль или l0, кг для полного сгорания 1 кг топлива (кмоль/кг; кг/кг) вычисляется по формуле

12

где L0 – теоретически необходимое количество воздуха в кмоль для сгорания 1 кг топлива;

l0 – теоретически необходимое количество воздуха в кг для сгорания 1 кг топлива;

0,23 – массовое содержание кислорода в 1 кг воздуха; 0,21 – объёмное содержание кислорода в 1 кмоль воздуха.

Отношение действительного количества воздуха l или L, участвующего в сгорании 1 кг топлива, к теоретически необходимому количеству воздуха l0 или L0, называется коэффициентом избытка воздуха:

Стехиометрическому составу горючей смеси соответствует зна-

В зависимости от режима работы двигателя, соотношение воздуха и топлива может изменяться. Соответственно при увеличении

доли топлива смесь становится «обогащённой», при уменьшении − «обеднённой».

13

Для различных двигателей при номинальной мощности прини-

маются следующие значения коэффициента избытка воздуха α

[2, табл.10].

4.1.3. Расчёт количества горючей смеси

Количество горючей смеси М1 рассчитывается по формуле

Величиной 1/mТ при расчёте дизеля пренебрегают как относи-

При значительноминедостатке воздуха процесс сгорания протекает медленно, температура процесса невысока, образуются продукты неполного сгорания топлива, заметно снижается количество выделяе-

мой тепловой энергии.

При значительном избытке воздуха большое количество тепла расходуется на нагрев азота и избыточного кислорода. При этом снижаются скорость и температура сгорания, наблюдается перерасход топлива.

4.1.4. Расчёт количества продуктов сгорания

Количество отдельных компонентов продуктов сгорания рассчитываются с учётом полноты сгорания топлива :

при полном сгорании топлива α ≥ 1

14

при неполном сгорании топлива α < 1

15

M 2 = M CO2 + M CO + M H2O + M H2 + M N2 =12C + H2 +0,79 α L0 . (19)

При сгорании жидкого топлива объём продуктов сгорания всегда больше объёма горючей смеси, хотя масса продуктов сгорания остаётся равной сумме масс воздуха и топлива до сгорания.

Изменение объёма смеси при сгорании происходит вследствие изменения числа молекул газообразных продуктов сгорания по сравнению с числом молекул горючей смеси до сгорания.

Относительное изменение объёма при сгорании горючей смеси характеризуется коэффициентом молекулярного изменения свежей смеси μ0, который представляет собой отношение количества продуктов сгорания к количеству горючей смеси до сгорания, то есть

Излом кривой 1 на рис. 1 в точке, соответствующей α = 1, получается вследствие прекращения выделения окиси углерода СО и полного сгорания углерода топлива с образованием углекислого газа СО2.

16