Содержание

1 Исходные данные для расчета 2

Тип двигателя 2

Бензиновый 4-тактный 2

Число цилиндров двигателя, i 2

1 2

Расположение цилиндров двигателя 2

рядное 2

Заданная мощность, 2

5,88 кВт 2

Частота вращения коленчатого вала, n 2

3600 об/мин 2

Степень сжатия, ε 2

7,4 2

2 Расчет основных деталей двигателя 3

3 Расчет двигателя в системе имитационного моделирования «Альбея» 8

4 Расчет механизма газораспределения 10

4.1 Определение размеров проходных сечений в горловинах и клапанах 10

3.2 Определение основных размеров кулачков для впускных и выпускных клапанов 10

4.3 Расчет параметров впускного и выпускного клапанов 12

4.4. Расчет клапанных пружин 13

4.5 Расчет распределительного вала 18

5 Расчет клапана в программе COSMOSWorks 20

6 Расчет гильзы цилиндра 22

Список литературы 24

1 Исходные данные для расчета

Спроектировать двигатель и просчитать газораспределительный механизм и гильзу цилиндра.

Исходные данные для расчета представлены в таблице 1.

Таблица 1

Тип двигателя	Бензиновый 4-тактный
Число цилиндров двигателя,i	1
Расположение цилиндров двигателя	рядное
Заданная мощность,	5,88 кВт
Частота вращения коленчатого вала,n	3600 об/мин
Степень сжатия, ε	7,4
Диаметр впускной и выпускной труб, мм	27,1
Длина впускной трубы, мм	650
Длина выпускной трубы, мм	1500

2 Расчет основных деталей двигателя

Параметры окружающей среды:

= P₀ = 0,1 МПа; T_k = T₀ = 293⁰ K.

При ε = 7,4 температура остаточных газов линейно возрастает с увеличением скоростного режима при α = const, уменьшается при обогащении смеси.

По рис. 5.1 [1, стр. 106]., принимаем температуру остаточных газов, =1010K.

Давление остаточных газов на номинальном режиме,

, (2.2)

С целью получения хорошего наполнения двигателя на номинальных режимах, принимаем температуру подогрева свежего заряда

Плотность заряда на впуске,

(2.3)

где R_В= 287 Дж/(кг·град) – удельная газовая постоянная для воздуха.

Потери давления на впуске:

, (2.4)

где ;

- скорость движения воздуха,

A_n = =(2.5)

Давление в конце впуска

(2.6)

Для определения коэффициента остаточных газов, принимаем коэффициент очистки, а коэффициент дозарядки на номинальном скоростном режиме -[1, стр. 108],

(2.7)

Температура в конце впуска

(2.8)

Средний показатель адиабаты сжатия k₁ (при ε=7,4, а также рассчитанных значениях) определяется по номограмме (см. рис. 4.4 [1, стр. 73]), а средний показатель политропы сжатияn₁ принимается несколько меньше k₁.

При ε = 7,4 и Т_а=344 К, определяемn₁=1,3775.

Давление в конце сжатия

(2.9)

Температура в конце сжатия

. (2.10)

(2.11)

Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия ( см. таблица 3.7 [1, стр. 59]:

а) свежей смеси (воздуха)

(2.12)

б) остаточных газов (находим методом интерполяции по табл. 3.8 [1, стр. 59])

(2.13)

где 23,586 и 23,712 – значения теплоемкости продуктов сгорания при 500соответственно при α = 0,95 и, взятые по табл. 3.8 [1, стр. 59];

(2.14)

где 24,014 и 24,150 – значения теплоемкости продуктов сгорания при 500соответственно при α = 0,95 и, взятые по табл. 3.8 [1, стр. 59].

Теплоемкость продуктов сгорания при и α = 1

(2.15)

в) рабочей смеси

(2.16)

Коэффициент молекулярного изменения горючей смеси и рабочей смесиμ:

(2.17)

(2.18)

Количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания

, (2.19)

где - теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг. топлива, равное 0,516.

Теплота сгорания рабочей смеси

(2.20)

где - низшая теплота сгорания бензина, равная 43930.

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания:

(2.21)

Коэффициент использования теплоты зависит от совершенства организации процессов смесеобразования и сгорания топлива.

Принимаем по рис. 5.1 [1, стр. 59].

Температура в конце видимого процесса сгорания:

(2.22)

(2.23)

Максимальное давление сгорания:

, (2.24)

(2.25)

Степень повышения давления

Теоретическое среднее индикаторное давление:

(2.26)

Среднее индикаторное давление:

(2.27)

где коэффициент полноты индикаторной диаграммы, принят.

Предварительно принимаем ход поршня S= 68 мм.

(2.28)

Среднее давление механических потерь

(2.29)

Среднее эффективное давление

(2.30)

Литраж двигателя:

(2.31)

Рабочий объем одного цилиндра:

(2.32)

Так как ход поршня предварительно был принят S= 68 мм, то согласно заданию принимаем S/D = 0,86.

(2.33)