- •Белорусский государственный
- •Введение
- •Общие методические указания
- •Определение основных параметров двигателя.
- •Основные параметры современных автотракторных двигателей
- •1.1. Выбор отношения радиуса кривошипа к длине шатуна
- •1.2. Выбор размеров и числа цилиндров
- •1.3. Выбор камеры сгорания, коэффициента избытка воздуха
- •1.4. Обоснование необходимости наддува дизельного
- •2. Определение параметров рабочего цикла дизеля
- •2.1.3. Определение параметров рабочего цикла.
- •2.2. Построение и анализ индикаторной диаграммы
- •2.3. Определение основных размеров двигателя, показателей топливной
- •Среднее эффективное давление
- •2.4. Анализ результатов теплового расчета
- •Определение параметров рабочего цикла карбюраторного двигателя
- •3.1.6. Давление pb и температура Tb в конце расширения.
- •3.2. Построение и анализ индикаторной диаграммы.
- •Построение теоретических характеристик двигателей
- •4.1. Общие методические указания
- •3.2. Теоретическая регуляторная характеристика дизеля
- •4.2.1. Построение регуляторной характеристики в функции
- •4.2.2. Построение регуляторной характеристики в функции
- •4.2.3. Построение регуляторной характеристики в функции
- •4.3 Теоретическая скоростная характеристика
- •5. Динамический расчёт двигателя
- •5.1. Определение сил, действующих на поршень и поршневой палец.
- •С учётом правила знаков
- •5.2. Определение сил, действующих на шатунную
- •5.3. Расчёт момента инерции и параметров маховика.
- •Определяется средняя ордината
- •Краткие сведения по автомобильным двигателям
- •Примеры расчета рабочего цикла двигателей
- •Требуемое число цилиндров
- •И температура заряда в конце сжатия формула (2.12)
- •Средняя мольная теплоемкость свежего заряда
- •Степень предварительного расширения формула (2.16)
- •Цилиндровая мощность двигателя формула (1.3)
- •Давление в конце сгорания
- •Исходные данные
- •2. Содержание расчетно-пояснительной записки
- •3. Содержание графической части
Общие методические указания
Целью теплового и динамического расчетов двигателя является определение основных размеров двигателя, индикаторных параметров рабочего цикла, КПД и экономичности, сил и моментов, нагружающих детали кривошипно-шатунного механизма и определение требуемого момента инерции маховика, а также определение параметров внешней характеристики двигателя.
Исходными данными для выполнения расчетов двигателя являются:
- номинальная частота вращения коленчатого вала nн, мин-1;
- отношение хода поршня к диаметру цилиндра, S/D;
Номинальная мощность двигателя Neн указывается в задании и принимается равной мощности Nн, определенной по данным тягового расчета автомобиля или трактора в зависимости от массы, тягового усилия, скорости движения, условий движения, КПД трансмиссии и допускаемой степени загрузки двигателя.
Предварительно следует определить тип двигателя, руководствуясь следующими соображениями. Для тракторов предпочтителен дизельный двигатель с низкой частотой вращения, и как следствие - повышенным вращающим моментом. Для автомобилей грузоподъемностью до 3 т предпочтительны карбюраторные бензиновые или газовые двигатели; от 3 до 6 т можно использовать как карбюраторные, так и дизельные двигатели, а для автомобилей грузоподъемностью выше 6т предпочтительнее дизели. Для мини-тракторов тягового класса 0,2 и ниже обычно используются карбюраторные бензиновые двигатели.
Определение основных параметров двигателя.
Главная тенденция в развитии современных двигателей автомобилей и тракторов заключается в повышении их мощностных и экономических показателей при одновременном снижении массы и габаритов. В соответствии с этой тенденцией наблюдается рост таких параметров, как степень сжатия, среднее эффективное давление, литровая и поршневая мощность, частота вращения коленчатого вала, надежность работы двигателя при соответствующем уменьшении его массы и удельного расхода топлива.
В табл. 1.1 указаны диапазоны значений основных параметров современных автотракторных двигателей.
Таблица 1.1.
Основные параметры современных автотракторных двигателей
|
Тип двигателя |
Степень сжатия, ε |
Среднее эффективное давление ре, МПа |
Номинальная частота вращения nн, мин-1 |
Средняя скорость поршня Сп, м/с |
Литровая мощность Nел, кВт/л |
Удельный эффективный расход топлива gе, г/кВтч |
|
Карбюраторные двигатели грузовых автомобилей |
6…10 |
0,65…0,90 |
3000…4000 |
8…15 |
15…33 |
310…315 |
|
Дизели с неразделенными камерами сгорания |
14…17 |
0.65…1,20 |
1800…2400 |
9…11 |
11…18 |
210…235 |
|
Дизели с разделенными камерами сгорания |
17…21 |
0,50…0,80 |
1500…2000 |
9…11 |
7,5…15 |
240…280 |
1.1. Выбор отношения радиуса кривошипа к длине шатуна
Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна λ= R/Lдля современных автотракторных двигателей составляет 0,21...0,30, причем для быстроходных двигателей обычно применяются длинные шатуны (значенияλмалы), для тракторных - относительно короткие.
Следует учитывать, что с увеличением λ повышается вероятность задевания шатуна за нижнюю кромку цилиндра, в связи с чем приходится выполнять вырезы в нижней части цилиндров; увеличивается давление на стенку цилиндра, повышаются потери мощности на трение и ускоряется изнашивание цилиндров и поршней; возрастают силы инерции второго порядка, что также способствует ускорению изнашивания деталей двигателя; уменьшается габаритная высота, масса шатуна и двигателя. Последнее является единственным преимуществом коротких шатунов.