- •Курсовой проект по дисциплине «Автомобильные двигатели» Расчет автомобильного газового двигателя
- •1 Задание на курсовое проектирование
- •Содержание
- •1 Задание на курсовое проектирование 2
- •Введение
- •2 Тепловой расчет рабочего цикла
- •2.1 Рабочее тело и его свойства
- •2.1.1 Топливо
- •2.1.2 Горючая смесь
- •2.1.3 Продукты сгорания
- •2.2 Процесс впуска
- •2.2.1 Давление и температура окружающей среды
- •2.2.2 Давление и температура остаточных газов
- •2.2.3 Степень подогрева заряда
- •2.2.4 Давление в конце впуска
- •2.2.5 Коэффициент и количество остаточных газов
- •2.2.6 Температура в конце впуска
- •2.2.7 Коэффициент наполнения
- •2.3 Процесс сжатия
- •2.3.1 Показатель политропы сжатия
- •2.3.2 Давление и температура конца процесса сжатия
- •2.3.3 Средняя мольная теплоемкость рабочей смеси в конце сжатия
- •2.4 Процесс сгорания
- •2.4.1 Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси
- •2.4.2 Температура конца видимого сгорания
- •2.4.3 Степень повышения давления цикла
- •2.4.4 Степень предварительного расширения
- •2.4.5 Максимальное давление сгорания
- •2.5 Процесс расширения
- •2.5.1 Показатель политропы расширения
- •2.5.2 Давление и температура конца процесса расширения
- •2.6 Проверка точности выбора температуры остаточных газов
- •2.7 Индикаторные показатели рабочего цикла
- •2.7.1 Среднее индикаторное давление
- •2.7.2 Индикаторный кпд
- •2.7.3 Индикаторный удельный расход топлива
- •2.8 Эффективные показатели двигателя
- •2.8.1 Давление механических потерь
- •2.9 Основные параметры и показатели двигателя
- •2.10 Тепловой баланс
- •2.10.1 Уравнение теплового баланса
- •2.11 Построение индикаторной диаграммы
- •3 Расчет внешней скоростной характеристики двигателя
- •4 Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма двигателя
- •4.1 Расчет силовых факторов, действующих в кривошипно-шатунном механизме
- •4.2 Построение графиков сил и моментов
- •5 Расчет деталей на прочность
- •5.1 Поршень
- •5.1.1 Днище поршня
- •5.1.2 Головка поршня
- •5.1.3 Юбка поршня
- •5.2 Поршневой палец
- •5.2 Шатун
- •5.3.1 Поршневая головка
- •5.3.2 Кривошипная головка
- •5.3.3 Стержень шатуна
- •6 Расчет смазочной системы
- •6.1 Емкость смазочной системы
- •6.2 Масляный насос
- •6.3 Центрифуга
- •6.4 Масляный радиатор
- •6.5 Шатунный подшипник
- •Заключение
- •Список использованных источников
2.4.3 Степень повышения давления цикла
Степень повышения давления цикла λ для карбюраторных двигателей определяется по формуле:
.
2.4.4 Степень предварительного расширения
Степень предварительного расширения для карбюраторных двигателей .
2.4.5 Максимальное давление сгорания
Величина максимального давления рz в МПа в конце сгорания определяется по формуле:
.
Рассчитанные параметры заносим в таблицу 3.
Таблица 3 - Значения параметров процесса сгорания
Тип двигателя |
Параметры |
|||
λ |
ρ |
pz, МПа |
Tz, K |
|
Газовый |
2,0…3,0 |
1,0 |
3,0…10,0 |
2000…2500 |
Рассчитываемый двигатель |
2,8 |
1,0 |
5,56 |
2216,08 |
2.5 Процесс расширения
В результате осуществления процесса расширения происходит преобразование тепловой энергии топлива в механическую работу.
2.5.1 Показатель политропы расширения
Так же как и при расчете процесса сжатия для упрощения расчетов кривую процесса расширения принимают за политропу с постоянным показателем n2.
Средний показатель политропы расширения n2 незначительно отличается от показателя адиабаты k2 и может быть определен по следующей формуле:
,
где
;
.
2.5.2 Давление и температура конца процесса расширения
Значения давления рb в МПа и температуры Тb в градусах Кельвина (К) в конце процесса расширения определяются по формулам:
,
.
Рассчитанные параметры заносим в таблицу 4.
Таблица 4 - Значения параметров процесса расширения
Тип двигателя |
Параметры |
||
n2 |
pb, МПа |
Тb, К |
|
Газовый |
1,20…1,3 |
0,30…0,50 |
1300…1800 |
Рассчитываемый двигатель |
1,25 |
0,31 |
1304 |
2.6 Проверка точности выбора температуры остаточных газов
Расчетная температура остаточных газов в градусах Кельвина (К) определяется по формуле:
.
Ошибка между принятой величиной Tr и рассчитанной , в процентах определяется по формуле:
.
Так как ΔTr < 10%, то расчет продолжаем с учетом прежнего значения Tr.
2.7 Индикаторные показатели рабочего цикла
2.7.1 Среднее индикаторное давление
Среднее теоретическое индикаторное давление - это условное среднее давление, действующее на поршень и равное теоретической работе газов за цикл, отнесенной к рабочему объему цилиндра.
Среднее теоретическое индикаторное давление в МПа определяется по формуле:
;
.
Среднее индикаторное давление действительного цикла pi в МПа определяется по формуле:
,
где - коэффициент полноты индикаторной диаграммы.
2.7.2 Индикаторный кпд
Индикаторный КПД характеризует степень использования теплоты топлива для получения полезной работы в действительном цикле, то есть индикаторный КПД учитывает все тепловые потери действительного цикла.
Индикаторный КПД ηi определяется по формуле:
.
Где Ru=8.3114 кДж/(кмоль К)- универсальная газовая постоянная.