- •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
1.5.7 Максимальное давление сгорания
Максимальное давление сгорания , МПа, для дизельных двигателей определяется по формуле:
(1.40)
Для карбюраторных и других двигателей, теоретическая основа рабочего цикла которых - цикл с подводом теплоты при v = const, максимальное давление сгорания (теоретическое) определяется по формуле:
(1.41)
Действительное значение максимального давления цикла с учётом частичного догорания на линии расширения и скругления индикаторной диаграммы в процессе сгорания для двигателей такого типа определяется по формуле:
(1.42)
Для современных автотракторных двигателей значения и находятся в следующих пределах [2]:
• для карбюраторных двигателей - от 3,5 до 5,5 МПа, - от 3 до 4,5 МПа;
• для дизельных двигателей = - от 5 до 12 МПа:
• для газовых двигателей - от 3 до 5 МПа, -от 2,5 до 4 МПа.
1.5.8 Степень повышения давления
(1.43)
1.6 Расчёт расширения
1.6.1 Степень предварительного расширения (для дизельных двигателей)
(1.44)
где - степень предварительного расширения.
Для современных автотракторных дизелей значения находятся в пределах от 1,2 до 2,4 [2].
1.6.2 Степень последующего расширения (для дизельных двигателей)
Степень последующего расширения определяется по формуле:
(1.45)
1.6.3 Показатель политропы расширения
Подобно процессу сжатия, процесс расширения протекает по политропе с переменным показателем .
В расчётах параметров конца процесса расширения вместо действительного процесса с переменными показателями политропы обычно принимают условный процесс расширения со средними показателями .
Зависимость показателя от частоты вращения по экспериментальным данным имеет вид:
(1.46)
где п - частота вращения коленчатого вала, мин .
Значения среднего показателя политропы расширения для современных автомобильных и тракторных двигателей при номинальной нагрузке по данным [4] находятся в пределах:
• для карбюраторных двигателей - от 1,23 до 1,3;
• для дизельных двигателей - от 1,18 до 1,28;
• для газовых двигателей от 1,25 до 1,35.
1.6.4 Давление в конце расширения
Значение давления в конце процесса расширения , МПа, рассчитывают по уравнению политропического процесса.
• для карбюраторных двигателей:
(147)
• для дизельных двигателей:
(1.48)
Для современных автотракторных двигателей значения находятся в следующих пределах [2]:
• дня карбюраторных двигателей - от 0,35 до 0,6 МПа;
• для дизельных двигателей - от 0,2 до 0,5 МПа.