- •Ефимов м. А. Акимочкин а. В. Курсовое проектирование по тракторам и автомобилям
- •1 Тепловой расчёт двигателя
- •1.1 Исходные данные для расчёта
- •1.2 Параметры рабочего тела
- •1.2.2 Количество свежего заряда
- •1.2.3 Количество отдельных компонентов продуктов сгорания
- •1.2.4 Общее количество продуктов сгорания
- •1.3 Расчёт впуска
- •1.3.1 Давление воздуха на впуске
- •1.3.2 Температура воздуха на впуске
- •1.3.3 Плотность заряда на впуске
- •1.3.5 Коэффициент остаточных газов
- •1.3.6 Температура в конце впуска
- •1.3.7 Коэффициент наполнения
- •1.4 Расчёт сжатия
- •1.4.1 Показатель политропы сжатия
- •1.4.2 Давление в конце сжатия
- •1.4.3 Температура в конце сжатия
- •1.4.4 Средняя молярная теплоёмкость заряда в конце сжатия без учёта влияния остаточных газов
- •1.4.5 Число киломолей остаточных газов
- •1.4.6 Число киломолей газов в конце сжатия до сгорания
- •1.5 Расчёт сгорания
- •1.5.1 Средняя молярная теплоёмкость продуктов сгорания при постоянном объёме.
- •1.5.2 Средняя молярная теплоёмкость продуктов сгорания при постоянном давлении (для дизельных двигателей)
- •1.5.3 Число киломолей газов после сгорания
- •1.5.4 Действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси
- •1.5.5 Количество теплоты, передаваемое газам при сгорании одного килограмма топлива
- •1,5.6 Максимальная температура сгорания
- •1.5.7 Максимальное давление сгорания
- •1.6.4 Давление в конце расширения
- •1.6.5 Температура в конце расширения
- •1.7 Выпуск
- •1.7.1 Расчётное значение температуры остаточных газов.
- •1.7.2 Проверка ранее принятых параметров процесса выпуска
- •1.8 Расчёт и построение индикаторной диаграммы
- •1.8.1 Выбор масштаба и расположение характерных точек на диаграмме
- •1.8.2 Построение линии сжатия и линии расширения
- •1.9 Расчёт индикаторных показателей
- •1.9.1 Теоретическое среднее индикаторное давление
- •1.9.3 Рабочий объём одного цилиндра
- •1.9.4 Индикаторная мощность
- •1.9.5 Индикаторный коэффициент полезного действия (кпд)
- •1.9.6 Индикаторный удельный расход топлива
- •1.10 Расчёт эффективных показателей
- •1.10.1 Средняя скорость поршня
- •1.10.2 Давление механических потерь
- •1.10.3 Мощность механических потерь
- •1.10.4 Среднее эффективное давление
- •1.10.5 Механический кпд
- •1.10.6 Эффективная мощность
- •1.10.7 Эффективный кпд
- •1.10.8 Эффективный удельный расход топлива
- •2 Расчёт и построение характеристик двигателя
- •2.1 Расчёт и построение характеристики двигатели в функции от частоты вращения коленчатого вала
- •2.1.1 Определение максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу
- •2.1.2 Определение текущих значений эффективной мощности.
- •2.1.3 Определение текущих значений эффективного
- •2.1.4 Определение текущих значений эффективного удельного расхода топлива
- •2.1.5 Определение текущих значений часового расхода топлива
- •2.2 Построение характеристик в функции от эффективной мощности и крутящего момента двигателя
- •3 Тепловой баланс двигателя
- •4 Кинематический расчет кривошипно-шатунного механизма
- •4.1 Расчёт перемещения поршня
- •4.2 Расчёт скорости поршня
- •4.3 Расчёт ускорения поршня
- •5 Динамический расчет двигателя
- •5.1. Определение сил, действующих вдоль оси цилиндра на поршневой палец
1.4.3 Температура в конце сжатия
Расчёт температуры в конце сжатия Тс, К, ведут по уравнению политропического процесса:
(1.23)
Для современных автотракторных двигателей значения Тс находятся в следующих пределах [2]:
• для карбюраторных двигателей при полном открытии дроссельной заслонки - от 650 до 800 К;
• для дизелей без наддува - от 700 до 900 К;
• для дизелей с наддувом при давлении наддува
0,2 МПа и без промежуточного охлаждения - от 900 до 1000 К.
1.4.4 Средняя молярная теплоёмкость заряда в конце сжатия без учёта влияния остаточных газов
Средняя молярная теплоёмкость рабочей смеси в конце процесса сжатия , кДж/(кмоль град) - переменная величина. Она зависят от температуры сжатия Тс и определяется по табличным данным для отдельных газов.
Предполагая линейную зависимость молярной теплоёмкости от температуры, приближённо принимают:
(1.24)
где - средняя молярная теплоёмкость заряда в конце сжатия без учёта влияния остаточных газов.
1.4.5 Число киломолей остаточных газов
Число киломолей остаточных газов , кмоль, определяются по формуле:
(1.25)
1.4.6 Число киломолей газов в конце сжатия до сгорания
Смесь газов в начале сжатия состоит из киломолей свежего заряда и киломолей остаточных газов :
, (1.26)
где - число киломолей газов в конце сжатия до сгорания, кмоль.
1.5 Расчёт сгорания
В процессе сгорания топлива в цилиндре двигателя выделяется теплота, которая идёт на повышение внутренней энергии рабочего тела и на совершение механической работы. Для определения температуры и давления в конце сгорания принимают, что процесс сгорания в карбюраторном двигателе происходит при постоянном объёме (при V = const, прямая cz на рисунке 1), а у дизельных двигателей - по смешанному циклу (при V = const и Р = const, прямые cz и zz' на рисунке 2).
1.5.1 Средняя молярная теплоёмкость продуктов сгорания при постоянном объёме.
Средняя молярная теплоёмкость продуктов сгорания топлива , кДж/(кмоль град) - переменная величина. Она
зависит от температуры сгорания , теплоёмкости продуктов сгорания, а также от элементарного состава топлива и от состава смеси (коэффициента избытка воздуха). Средняя молярная теплоёмкость продуктов сгорания топлива определяется по табличным данным для отдельных газов.
Предполагая линейную зависимость молярной теплоёмкости от температуры, приближённо принимают:
• для двигателей с коэффициентом избытка воздуха а <\
, (1,27)
• для двигателей с коэффициентом избытка воздуха
, (1.28)
1.5.2 Средняя молярная теплоёмкость продуктов сгорания при постоянном давлении (для дизельных двигателей)
(1.29)