Министерство образования и науки Российской Федерации

Курганский государственный университет

Кафедра «Автомобильный транспорт и автосервис»

Методические указания к выполнению курсовой работы

для студентов специальностей 190601 – Автомобили и автомобильное хозяйство, 190603 – Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт), 190201 «Автомобиле – и тракторостроение»

Курган 2011

Кафедра: «Автомобильный транспорт и автосервис»

Дисциплины: «Автомобильные двигатели»

(специальность 190601)

«Рабочие процессы, конструкция и основы расчёта энергетических установок и транспортно-технологического оборудования»

(специальность 190603);

«Основы теории и динамики автомобильных и тракторных двигателей»

(специальность 190201).

Составил: профессор, канд.техн.наук Глазырин А.В.

Утверждены на заседании кафедры "___" ___________ 2011 г.

Содержание

Введение 4

1 Определение основных показателей двигателя 4

1.1 Индикаторные показатели 4

1.2 Эффективные показатели 6

2 Построение индикаторной диаграммы 7

3 Динамический расчет 10

3.1 Сила давления газов 10

3.2 Силы инерции 10

3.3 Силы и крутящий момент действующие, в кривошипно-шатунном механизме 11

3.4 Крутящий момент двигателя 14

3.5 Неравномерность крутящего момента и равномерность хода двигателя 15

4 Анализ уравновешенности двигателя 15

Заключение 16

Литература 16

16

Введение

Курсовая работа выполняется с целью закрепления знаний, полученных при теоретическом изучении курса. Студентом определяются основные показатели двигателя. Производится динамический расчет и анализ уравновешенности двигателя.

Курсовая работа выполняется в следующем объеме:

1. Определение основных показателей двигателя;

2. построение индикаторной диаграммы;

3. динамический расчет двигателя и построение диаграмм сил и крутящего момента;

4. анализ уравновешенности двигателя;

Исходные данные для выполнения курсовой работы выдаются преподавателем.

Расшифровка обозначений исходных данных:

D/S - диаметр цилиндра / ход поршня, мм; i - число и расположение цилиндров; n_N - частота вращения двигателя при максимальной мощнос­ти, мин ^-1; e - степень сжатия; r - степень предварительного расширения; Р_а - давление конца впуска, МПа; Р_с - давление конца сжатия, МПа; Р_z - давление конца сгорания, МПа; Р_в - давление конца расширения, МПа; Р_r - давление остаточных газов, МПа; Р_к- давление наддува.

1 Определение основных показателей двигателя

1.1 Индикаторные показатели

Расчет основных показателей двигателя производится для режима максимальной мощности.

На основании данных задания определяется расчетное среднее индикаторное давление , МПа,

- бензиновый двигатель

(1.1)

• дизель

, (1.2)

где d - степень последующего расширения d=e/r; в бензиновых двигателях с искровым зажиганием d=e;

l₁ – степень повышения давления l₁ = Р_Z/Р_C;

n₁, n₂ - показатели по­литроп сжатия и расширения.

n₁ = (lgP_c – lgP_a)/lge ;n₂ = (lgP_z – lgP_b)/lgd. (1.3)

Величина может быть определена по площади, соответствующей теоретическому циклу на индикаторной диаграмме.

Среднее индикаторное давление по нескругленной диаграмме, Па,

= /V_h; (1.4)

где : индикаторная работа цикла по нескругленной диаграмме

L_i=F_i × mр × mv; Дж; (1.5)

где: Fi-площадь заключенная между точками асzва; мм²;

mр и mv-масштабы давления и объема,

V_h - рабочий объем цилиндра, м³.

Среднее индикаторное давление P_i, МПа,

(1.6)

где j_п - коэффициент полноты индикаторной диаграммы.

(j_п = 0,92-0,97; при этом большее значение для бензиновых двигателей).

Индикаторная мощность N_i, кВт,

(1.7)

где V_h - рабочий объем цилиндра, л;

, (1.8)

где D и S – диаметр цилиндра и ход поршня в дм.;

t - коэффициент тактности двигателя.

(t = 4 для четырехтактных и t = 2 для двухтактных двигателей).

Индикаторный кпд цикла h_i

h_i = (1.9)

где l_o - теоретически необходимое количество воздуха для сгорания I кг топлива, кг/кг;

(l_o = 14,95 для бензинов и l_o = 14,45 для дизельных топлив);

H_u - низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг;

(H_u = 44 для бензинов и H_u = 42,5 для дизельных топлив);

a - коэффициент избытка воздуха;

(a = 0,85-0,96 для бензиновых карбюраторных двигателей; a =1,3-1,7 для дизелей без наддува; a =1,5-2,2 для дизелей с наддувом);

h_v - коэффициент наполнения;

r_к - плотность заряда на впуске, r_к, кг/м³.

r_к = Р_к 10⁶/(R_BT_K); (1.10)

где Р_к - давление надду­ва (для двигателей без наддува Р_к = Р_о), МПа;

Температура Т_к, К, воздуха на входе в двигатель,

Т_к = Т_о , (1.11)

где Р_о, Т_о - давление (МПа) и температура (К) окружающей среды (Р₀=0,1 МПа; Т₀=273+(10...20),К);

R_B = 287 Дж/(кг×град.) – удельная газовая постоянная воздуха.

Коэффициент наполнения h_v определяется по выражению:

(1.12)

где j_доз - коэффициент дозарядки (j_доз = 1,02-1,15, при этом большее значение для высокооборотных двигателей);

DТ - подогрев свежего заряда, К (DТ = 0-25 для бензиновых карбюраторных двигателей и DТ = 20-40 для дизелей);

g_r - коэффици­ент остаточных газов;

Т_r - температура остаточ­ных газов, К (Т_r = 900-1100 для бензиновых двигателей и Т_r = 700-900 для дизелей).

Коэффициент остаточных газов g_r

g_r = (1.13)

Удельный индикаторный расход топлива g_i, г/кВтч,

g_i = (1.14)