Министерство образования и науки российской федерации
южно-уральский государственный университет
Кафедра «Двигатели внутреннего сгорания»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по курсу
«Теория рабочих процессов двигателей»
Руководитель: Кавьяров С.И. «__»________________2008г.
Автор проекта: студент группы АТ-542
Проект защищен с оценкой ____________________
«__»________________2008г.
Челябинск 2008
АННОТАЦИЯ
Ивинов И.И. Уточненный расчет рабочего цикла по методу И. И. Вибе: Курсовой проект по теории рабочих процессов двигателей. – Челябинск: ЮУрГУ, 2008 г.22 стр., 4–илл., библиография литературы - 5 наименовании.
В проекте приведен расчет и диаграммы процессов происходящих в двигателе внутреннего сгорания, прототипа и рассчитываемом. Определены основные показатели рабочего цикла, такие как: индикаторное давление, температура, объем, коэффициенты полезного действия и работа двигателя. Построены диаграммы иллюстрирующие динамику прохождения различных процессов в двигателе. А также приведен компьютерный расчет двигателя и сравнены полученные показатели.
Решение перечисленных задач позволило вычислить все необходимые мощностные и скоростные, а также геометрические показатели для постройки двигателя внутреннего сгорания.
ЗАДАНИЕ
На курсовую работу по теории рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания
Тема курсового проекта – «Расчет двигателя внутреннего сгорания».
30/-3/0/11/14
Исходные данные к работе:
-двигатель прототип ВАЗ-2106;
-требуется уменьшить эффективную мощность на 5 кВт;
-увеличить частоту вращения двигателя на 100 об/мин;
-модернизация осуществляется путем изменения рабочего объема цилиндров;
-оценить влияние показателя политропы сжатия на показатели
рабочего процесса
Содержание
ВВЕДЕНИЕ_______________________________________________________4
1.АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДВИГАТЕЛЯ ПРОТОТИПА______________5
2.РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ДВИГАТЕЛЯ_________________________________5
3.РАСЧЕТ ПРОЦЕССА ВПУСКА______________________________________6
4.РАСЧЕТ ПРОЦЕССА СЖАТИЯ______________________________________7
5.РАСЧЕТ ПРОЦЕССА СГОРАНИЯ____________________________________8
6.РАСЧЕТ ПРОЦЕССА РАСШИРЕНИЯ_________________________________10
7.Определение индикаторных показателей цикла_________________10
8.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЦИКЛА__________________11
9.Определение экономических показателей______________________12
10.ОЦЕКА ВЛИЯНИЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ СГОРАНИЯ НА ИНДИКАТОРНЫЕ
ПОКАЗАТЕЛИ РАБОЧЕГО ЦИКЛА__________________________________14
ЛИТЕРАТУРА____________________________________________________15
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Основными задами курса является улучшение показателей топливной экономичности, повышение мощности двигателей и крутящего момента, снижение показателей токсичности двигателя.
Выполнение данных задач требует от специалистов, связанных с производством и эксплуатацией автомобильных и тракторных двигателей, глубокого знания теории, конструкции и расчета двигателей внутреннего сгорания.
В основе теплового расчета двигателей внутреннего сгорания заложены представления о закономерном характер скорости сгорания топлива. Тепловой расчет двигателя позволяет определить индикаторный и эффективные показатели и основные показатели и основные размеры цилиндров проектируемого двигателя.
При выполнении теплового расчета студенты углубляют свои знания по теории рабочего цикла и приобретают практические навыки в выборе исходных данных в проведении расчетов.
1. Анализ основных параметров двигателя прототипа
Двигатель ВАЗ-2106- четырехтактный, четырехцилиндровый, с воспламенением от электрической искры
Техническая характеристика:
Марка ВАЗ-2106
Номинальная мощность, кВт 58,8
Частота вращения при номинальной мощности, мин-1 5500
Удельный расход топлива, г/кВт 312
Диаметр цилиндра, мм 79
Ход поршня, мм: 80
Рабочий объем цилиндров, л. 1,567
Степень сжатия 8,5
2.Определение индикаторных показателей рабочего цикла
прототипа двигателя
2.1. Определение индикаторных показателей рабочего цикла
прототипа двигателя
Среднее эффективное давление:
(2.1)
;
Давление механических потерь:
(2.2)
где а, в – эмпирические коэффициенты ([1] стр.43), а = 0,08
и в=0,016;
См – средняя скорость поршня;
См = S n / 30, [м/с] (2.3)
См = 0,080*5500/30=14;
тогда
РМ=0,08+0,016*14=0,304;
Индикаторное давление:
Рi=PM+Pe, [МПа] (2.4)
Рi=0,304+0,8187=1,123;
Индикаторная мощность:
(2.5)
;
Индикаторный расход топлива:
(2.6)
2.2 Определение индикаторных показателей рабочего цикла
рассчитываемого двигателя
Среднее эффективное давление:
;
Давление механических потерь:
где а, в – импирические коэффициенты ([1] стр.43), а = 0,08 и
в=0,016;
См – средняя скорость поршня;
См = S n / 30, [м/с]
См = 0,080*5500/30=14;
тогда
РМ=0,08+0,016*14=0,304;
Индикаторное давление:
Рi=PM+Pe, [МПа]
Рi=0,304+0,7769=1,08;
Индикаторная мощность:
;
Индикаторный расход топлива:
3. Расчет процесса впуска
Температура рабочего тела после компрессора:
,[К]
ТК’=293
Давление рабочего тела в конце такта впуска:
,
[МПа] (3.1)
где έ – степень сжатия двигателя;
ήv – коэффициент наполнения;
Рк – давление перед впускными клапанами, Мпа;
Тк - температура перед впускными клапанами, МПа;
Рr – давление остаточных газов, МПа;
Коэффициент остаточных газов:
(3.2)
Температура рабочего тела в конце впуска:
Та=(Тк+ΔТ+γТr)/(1+γ), [К] (3.3)
Ta=(293+10+0.00568*1000)/(1+ 0.00568)=305,9 K
Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания одного килограмма ДТ:
(3.4)
Удельный объем рабочего тела в конце такта впуска:
(3.5)
4. Расчет процесса сжатия
Параметры рабочего тела в процессе сжатия определяются по уравнениям политропного процесса.
Текущие давления (с шагом Δά=10 град ПКВ):
(4.1)
где V – текущие значения удельного объема, определяемые по
зависимости:
(4.2)
где σ=S/r -кинематическая функция перемещения поршня ([1],стр.
65);
Расчет процесса сжатия Таблица 4.1.
|
ά, град ПКВ |
V,м3/кг |
Р,МПа |
Т,К |
|
180 |
1.106 |
0.0750 |
305.9 |
|
190 |
1.10 |
0.076 |
307.1 |
|
200 |
1.094 |
0.077 |
308.8 |
|
210 |
1.067 |
0.080 |
311.6 |
|
220 |
1.030 |
0.084 |
315.8 |
|
230 |
0.982 |
0.089 |
321.5 |
|
240 |
0.924 |
0.097 |
329.0 |
|
250 |
0.857 |
0.108 |
338.6 |
|
260 |
0.780 |
0.123 |
350.7 |
|
270 |
0.697 |
0.143 |
365.9 |
|
280 |
0.609 |
0.172 |
385.0 |
|
290 |
0.520 |
0.215 |
408.7 |
|
300 |
0.432 |
0.277 |
438.2 |
|
310 |
0.350 |
0.370 |
474.5 |
|
320 |
0.276 |
0.512 |
518.6 |
|
330 |
0.215 |
0.723 |
569.9 |
|
335 |
0.190 |
0.857 |
597.1 |
Удельная работа сжатия:
(4.3)
lay
=
