- •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
1.6.5 Температура в конце расширения
Значение температуры газов в конце процесса расширения , К, также рассчитывают по уравнению политропического процесса
• для карбюраторных двигателей:
(1,49)
• для дизельных двигателей:
(1.50)
Значения температуры для современных автотракторных двигателей без наддува на номинальном режиме составляют [2]:
• для карбюраторных двигателей - от 1400 до 1700 К;
• для дизельных двигателей - от 1000 до 1400 К
При этом для высокооборотных двигателей характерны более высокие значения и .
1.7 Выпуск
Из-за периодичности процесса выпуска и переменной скорости поршня в выпускном трубопроводе происходят колебания давления газов по времени. Поэтому линия выпуска, получаемая при снятии индикаторных диаграмм, имеет волнообразный характер подобно линии впуска.
Значение давления зависит от частоты вращения, времени - сечения клапанов, фаз газораспределения, длины трубопроводов и общего сопротивления выпускной системы.
1.7.1 Расчётное значение температуры остаточных газов.
Правильность ранее сделанного выбора параметров процесса выпуска и можно проверить по формуле [4]:
(1.51)
1.7.2 Проверка ранее принятых параметров процесса выпуска
(1.52)
При расхождении расчёт, необходимо
Повторить с пункта 1.3.4, выбрав новое значение температуры
остаточных газов.
Полученные расчетным путём значения давлений и температур заносят в таблицу 1.
Таблица 1 - Результаты теплового расчёта двигателя
Давление газов, МПа |
Температура газов, К |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.8 Расчёт и построение индикаторной диаграммы
Индикаторную диаграмму поршневого двигателя строят по результатам теплового расчёта для номинального режима его работы аналитическим или графическим методом. Широкое распространение получил аналитический метод, так как он даёт более точные результаты. При этом используют расчётные значения давлений в характерных точках диаграммы (см. таблицу 1).
Определённые расчётным путём значения давлений в характерных точках цикла дают возможность построить индикаторную диаграмму, которая отличается от действительной, получаемой при индицировании. Так, например, линии процессов впуска, сжатия, расширения и выпуска строят соответствующими ходами поршня, в то время как в действительности моменты открытия и закрытия клапанов не совпадают с мёртвыми точками, а следовательно, и продолжительность каждого процесса не определяется ходом поршня. Процесс сгорания также не протекает по двум линиям V — const и Р = const, а представляют собой общую кривую, отличающуюся от них и не имеющую чёткой точки, определяющей конец видимого сгорания. Начало сгорания также несколько предшествует «мёртвой» точке.
Действительная индикаторная диаграмма является скруглённой по сравнению с теоретической и вписанной в неё.
Площадь скруглённой диаграммы меньше теоретической. Отношение площади скруглённой (действительной) диаграммы к площади не скруглённой (теоретической) диаграммы, называется коэффициентом полноты диаграммы v .
Коэффициент полноты диаграммы принимают [2]:
• для карбюраторных двигателей - от 0,94 до 0,97;
• для дизельных двигателей - от 0,92 до 0,95