МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕРЕРАЦИИ

ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА «АВТОМОБИЛИ И АВТОМОБИЛЬНОЕ ХОЗЯЙСТВО»

Курсовой проект

По дисциплине двигатели внутреннего сгорания

Тепловой расчет двигателя ЗМЗ-406

Выполнил:Зебзеев Александр

ПГТУ, АДФ, гр. СТМ-04

Проверил: Преподаватель ДВС

Лобов Н. В.

Пермь, 2007

Содержание.

стр.

1. Задание……………………………………………….....................3

2. Выбор топлива……………………………………………………3

3. Параметры рабочего тела………………………….......................3

4. Параметры окружающей среды и остаточных газов……..........4

5. Процесс впуска……………………………………………….......5

6. Процесс сжатия……………………………………………….......6

7. Процесс сгорания…………………………………………………8

8. Процессы расширения и выпуска………………………….........9

9. Индикаторные параметры рабочего цикла……………….........10

10. Эффективные показатели двигателя……………...………........10

11. Основные параметры цилиндра и двигателя…………………..11

12. Построение индикаторной диаграммы……………………........12

13. Тепловой баланс двигателя…………………………………......14

14. Таблица сравнения показателей проектируемого двигателя с показателями заданного прототипа………………………………..17

1.1. Произвести тепловой расчет четырёхтактного карбюраторного двигателя автомобиля змз-406

Произвести расчёты четырёхтактного карбюраторного двигателя предназначенного для легковых автомобилей. Эффективная мощность двигателя с распределённым впрыском топлива N_e=99 кВт при частоте вращения коленчатого валаn_ном.=5400 об/мин. Двигатель 4 цилиндровый (i=4). Система охлаждения жидкостная закрытого типа. Степень сжатия ε=10,0. Расчет производим на номинальном режиме.

1.2. Выбор топлива.

В соответствии с заданной степенью сжатия ε =10,0 можно использовать бензин марки АИ-93.

Средний элементарный состав и молекулярная масса бензина:

С=0,855; Н=0,145 и m_T=115 кг/кмоль.

Низшая теплота сгорания топлива:

H_u=33,91С+125,60Н-10,89(O-S)-2,51(9Н+W)=

=33,91·0,855+125,6·0,145-2,51· 9·0,145=43,93 МДж/кг==43 930 кДж/кг.

1.3.Параметры рабочего тела.

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива

кмоль возд/кг топл.;

кг возд/ кг топл.

Двигатели с впрыском топлива и электронным управлением могут обеспечить более экономичный состав смеси с меньшей токсичностью продуктов сгорания (по сравнению с двигателями с карбюратором). Это позволяет принять α=1.0 на основных режимах, на режиме минимальной частоты вращения α=0.96 и на режиме максимальной скорости движения α=0.98(рис. 5.2 стр 107). Далее непосредственный числовой расчёт будет проводиться только для режимов максимальной мощности, а для остальных режимов окончательные значения рассчитываемых параметров приводятся в табличной форме.

Количество горючей смеси(2/стр.106)

кмоль гор.см/кг топл.;

Количество отдельных компонентов продуктов сгора­ния при К =0,5:

кмоль С0₂/КГ топл.;

;

кмоль Н₂О/кг топл.;

;

кмольN₂/кг топл.;

Общее количество продуктов сгорания:

(2/стр.107)

кмоль пр.сг/кг топл.;

Проверка:

кмоль пр.сг./кг топл

Параметр	Значение
n	5400
α	1,0
M1	0,5247
MCO2	0,0712
MCO	0
MH2O	0,0725
MH2	0
MN2	0,4087
M2	0,5524

1.4 Параметры окружающей среды и остаточных газов.

Давление и температура окружающей среды при работе двигателя без наддува:

(стр.107)

Температура остаточных газов.При постоянном значении степени сжатия ε=10,0 температура остаточных газов прак­тически линейно возрастет с увеличением скоростного режима при α=const, но уменьшается при обогащении смеси. Учитывая уже определенные значенияnи α, можно принять по графику (рис. 5.2 стр 107) значение Т_r=1030 К.

Давление остаточных газов р_rза счет расширения фаз газораспре­деления и снижения со­противлений при констру­ктивном оформлении выпускных трактов рассчитываемых двигателей можно принять на номинальном скоростном режиме:

p_zN=0,110МПа;

1.5.Процес впуска.

Температура подогрева свежего заряда:

С целью получения хорошего наполнения двигателя на номинальном скоростном режиме принимается ΔТ_N=6°C.

Плотность заряда на впуске:

(стр.108)

где - удельная газовая постоянная для воздуха.

Потери давления на впуске.

В соответствии со скоростным режимом двигателя (n=5400 об/мин) и при условии качественной внутренней поверхности впускной системы можно принять:

и,

где β-коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом сечении цилиндра;ξ_вп- коэффициент сопротивления впускной системы, отнесенный к наиболее узкому сечению; ω_вп-средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы. Тогда рассчитывается по формуле:

=(β²+ ξ_вп)A_nn²ρ_k10^-6/2=2,5 · 0,018²·5400²· 1,189 · 10^-6/2=0,0140МПа,

где А_n=ω_ВП/n_N=95/5400=0,018 – потери давления на впуске. (2/стр.109)

Давление в конце впуска:

Р_a=P₀–ΔP=0,1–0,0140=0,0860 МПа (2/стр.109)

Коэффициент остаточных газов.При определении для карбюраторного двигателя без наддува принимается коэффициент очистки φ_оч=1, а коэффициент дозарядки на номинальном скоро­стном режиме φ_доз=1,10, что вполне возможно получить при подборе угла опаздывания закрытия впускного клапана в пределах 30 — 60°. (рис. 5.1 [1] стр.106). Тогда:

(стр.109)

Температура в конце впуска:

К. (стр.109)

Коэффициент наполнения:

(стр.109)