Конструкция и расчёт энергетических установок. Контрольная работа по дисциплине Конструкция и расчёт энергетических установок (на примере автомобиля зил130)
 Скачать 118.9 Kb.
|
|
2.2 Процесс впуска Давление в конце процесса впуска, МПа  ,где  0 - плотность воздуха где R = 287 Дж/(кгК) - газовая постоянная воздуха; p0 = 0.1 МПа – давление окружающей среды; Т0 = 288 К – температура окружающей среды.  .Для четырехтактных бензиновых двигателей без наддува ра=(0,8-0,95)∙р0, МПа. Коэффициент остаточных газов  Для четырехтактных бензиновых двигателей γ=0,06-0,1. Температура в конце процесса впуска, К  Для бензиновых двигателей без наддува Ta=310-360 K. Коэффициент наполнения  Для четырехтактных бензиновых двигателей ηv=0,75-0,85. Объем цилиндра в конце процесса впуска, л  где Vh - рабочий объем цилиндра, л  где D – диаметр цилиндра, м; S – ход поршня, м. Vc – объем камеры сжатия, л  2.3 Процесс сжатия Давление в конце процесса сжатия, МПа  Для четырехтактных бензиновых двигателей pc=0,9-2,1 МПа. Температура в конце процесса сжатия, К  Для бензиновых двигателей Tc=550-750 K. Средняя мольная изохорная теплоемкость свежего заряда, кДж/(кмольК)  где  . .2.4 Материальный баланс Теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1 кг топлива, кмоль/кг  Количество свежего заряда, кмоль/кг  Количество компонентов продуктов сгорания, кмоль/кг      Суммарное количество продуктов сгорания, кмоль/кг  .Теоретический коэффициент молекулярного изменения рабочего тела  Для бензиновых двигателей μ0=1,06-1,12. Действительный коэффициент молярного изменения  Средняя мольная изохорная теплоемкость продуктов сгорания, кДж/(кмольК) при α<1  ,2.5 Процесс сгорания Уравнение процесса сгорания в карбюраторном двигателе имеет вид  ,где Hu’ - низшая теплота сгорания смеси, кДж/кг, с учетом химической полноты сгорания при < 1.  После подстановки теплоемкости в виде линейной зависимости от температуры в уравнение сгорания, последнее превращается в квадратное относительно tz  ,где  ; ; .Решением уравнения сгорания будет температура сгорания в точке z, 0С  .Максимальная температура конца процесса сгорания, К  Максимальная температура для бензиновых двигателей находится в границах Tz=2300-2900К. Степень повышения давления в КБД  Для четырехтактных бензиновых двигателей λ=3,0-4,2. Теоретическое давление газов в конце сгорания, Мпа  Для четырехтактных бензиновых двигателей рz=3,0-6,5. Давление в действительном цикле в конце сгорания, МПа  В дальнейших расчетах используем в формулах максимальное давление рz. Объем цилиндра в конце процесса сгорания (точка z), л  .2.6 Процесс расширения Давление газов в конце процесса расширения, МПа  где δ – степень следующего расширения. Для бензиновых двигателей δ=ε. Для карбюраторных двигателей давление в конце расширения находится в пределах рв=0,35-0,5 МПа. Температура в конце расширения, К  Для карбюраторных двигателей Тв=1200-1500 К. Объем цилиндра в конце такта расширения (точка b), л  .2.7 Индикаторные показатели цикла Среднее индикаторное давление, МПа  Для карбюраторных двигателей рi = 0,8-1,2 МПа. Индикаторная мощность двигателя, кВт  где i – число цилиндров, τ – количество тактов в двигателе. Для четырехтактных двигателей τ=4. Индикаторный крутящий момент, Нм  Индикаторный КПД для двигателей, работающих на жидком нефтяном топливе  Для бензиновых двигателей в номинальном режиме работы ηi=0,29-0,33. Удельный индикаторный расход жидкого топлива, г/(кВтч)  Для четырехтактных бензиновых двигателей gi=245-300г/(кВт∙ч). 2.8 Эффективные показатели двигателя Среднее давление механических потерь, Мпа  где Ам и Вм - опытные коэффициенты. Принимаем такие значения: для бензиновых двигателей с числом цилиндров до 6 и с S/D<1 Ам = 0.039; Вм = 0.0132. νп.ср. – средняя скорость поршня, м/с  Для четырехтактных бензиновых двигателей рм=0,14-0,25 МПа. Среднее эффективное давление, МПа  Для четырехтактных бензиновых двигателей ре=0,6-0,95 МПа. Эффективная мощность, кВт  где – коэффициент тактности для четырехтактных двигателей, = 4. Крутящий момент, Н·м  Для бензиновых двигателей ηм=0,7-0,85. Эффективный КПД  Для бензиновых двигателей ηе=0,25-0,3. Удельный эффективный расход жидкого топлива, г/(кВтч)  Для бензиновых двигателей ge=275-325 г/(кВт∙ч). Часовой расход жидкого топлива, кг/ч  Литровая мощность двигателя, кВт/л  Для бензиновых двигателей Nл=15-50 кВт/л. 2.9 Построение индикаторной диаграммы Промежуточные значения давлений определяем по формулам: а) для процесса сжатия  ;б) для процесса расширения  ,где Vz = Vc – для карбюраторного двигателя. Результаты расчета промежуточных значений заносим в таблицу 3.1. Таблица 3.1
Масштаб объема V = 0,0025 л/мм. Масштаб давления p = 0,025 МПа/мм. По результатам таблицы 3.1 строим индикаторную диаграмму. Расчетную индикаторную диаграмму скругляем, так как в реальном двигателе за счет опережения зажигания рабочая смесь воспламеняется до прихода поршня в в.м.т. и повышает давление конца процесса сжатия; процесс видимого сгорания происходит при постоянно изменяющемся объеме; действительное давление конца процесса видимого сгорания рzд=5,507МПа. Открытие впускного клапана до прихода поршня в н.м.т. снижает давление в конце расширения и имеет место процесс выпуска и наполнения цилиндра. Положение точки с’ ориентировочно определяем по выражению:  Положение точки b’ определяется по выражению  По индикаторной диаграмме для проверки теплового расчета определяется среднее индикаторное давление, МПа  Определяем погрешность построения  что значительно меньше допустимой погрешности = 3%. Заключение В результате произведенного расчета получены следующие результаты: максимальная мощность при частоте вращения 3300 мин-1 - 127,6229 кВт; крутящий момент при частоте вращения коленчатого вала 3300 мин-1, 369,3 Нм; среднее индикаторное давление 0,9544 МПа; удельный индикаторный расход топлива 306,4 г/(кВт∙ч); литровая мощность 21,3809 кВт/л. Таким образом, после произведенных расчетов, получено увеличение эффективной мощности разрабатываемого двигателя. По результатам расчета построена индикаторная диаграмма. Список использованных источников 1 Андреев, В.И. Детали машин и основы конструирования. Курсовое проектирование: Учебное пособие / В.И. Андреев, И.В. Павлова. - СПб.: Лань, 2013. - 352 c. 2 Гурин, В.В. Детали машин. курсовое проектирование. Часть 1: Учебник для бакалавриата и магистратуры / В.В. Гурин, В.М. Замятин, А.М. Попов. - Люберцы: Юрайт, 2016. - 366 c. 3 Дмитриев, С.И. Проектирование технологических процессов машиностроительных производств: Учебник / С.И. Дмитриев, В.А. Тимирязев и др. - СПб.: Лань, 2014. - 384 c. 4 Жуков, К. Проектирование деталей и узлов машин: Учебник для ВУЗов / К. Жуков. - М.: Машиностроение, 2014. - 648 c. 5 Зубарев, Ю.М. Расчет и проектирование приспособлений в машиностроении: Учебник / Ю.М. Зубарев. - СПб.: Лань, 2015. - 320 c. 6 Иванов, А.С. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие / А.С. Иванов, П.А. Давыденко, Н.П. Шамов. - М.: Риор, 2017. - 512 c. 7 Ильянков, А.И. Технология машиностроения: Практикум и курсовое проектирование: Учебное пособие / А.И. Ильянков. - М.: Академия, 2017. - 368 c. 8 Остяков, Ю.А. Проектирование механизмов и машин: эффективность.: Учебное пособие / Ю.А. Остяков, И.В. Шевченко. - М.: Инфра-М, 2018. - 608 c.
|
