детали машин. Курсач по движкам (Илюха). Тепловой и динамический расчет бензинового двигателя
![]()
|
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ ФГБОУ ВПО Костромская ГСХА. Кафедра тракторов и автомобилей Курсовая работа на тему: «Тепловой и динамический расчет бензинового двигателя». Выполнил: студент 632 группы Баландин И.В. Принял: Куклин В. Н. Кострома2012 Содержание Тепловой расчет бензинового двигателя………………………………………………3 Динамический расчет двигателя……………………………………………………….10 1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ БЕНЗИНОВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВАЗ-2103. Тепловой расчет позволяет аналитически с достаточной степенью точности определить основные параметры вновь проектируемого или модернизируемого двигателя, а также оценить индикаторные и эффективные показатели работы существующего. При выполнении расчета задаемся рядом параметров, соответствующим действительным значениям для существующего двигателя:
1.1 Параметры окружающей среды и рабочего тела Давление воздуха, р0 = 0,1 МПа Температура воздуха, Т0 = 293 К Топливо – бензин. Низшая теплота сгорания, QН = 43930 кДж/кг Элементный состав топлива: углерод С = 0,854; водород Н = 0,143; кислород, растворенный в топливе ОТ = 0,003. Молекулярная масса бензина - ![]() Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания одного килограмма топлива: в килограммах, l0, кг воздуха/кг топлива: ![]() ![]() то же в молях L0, кмоль/кг: ![]() ![]() Количество свежего заряда (действительный расход воздуха двигателем) М1 , кмоль: ![]() ![]() 1.2 Параметры впуска Давление воздуха в цилиндре в конце впуска, ра, МПа: ![]() T '0 = 293+17 = 310К ![]() Коэффициент остаточных газов, γ : ![]() ![]() Температура воздуха в цилиндре в конце впуска, Та, К: ![]() ![]() 1.3 Процесс сжатия Давление в конце сжатия, рс, МПа: ![]() ![]() Температура в конце сжатия, Тс, К: ![]() ![]() 1.4 Процесс сгорания Количество молей остаточных газов, Мr, кмоль: ![]() ![]() Общее количество рабочей смеси (свежий воздух плюс остаточные газы) в конце сжатия до начала сгорания, Мс, кмоль: ![]() ![]() Количество продуктов сгорания (без остаточных газов) М 2, кмоль: ![]() ![]() Общее количество молей после сгорания, Мz, кмоль: ![]() ![]() Коэффициент молекулярного изменения, μ: ![]() ![]() Потери тепла при неполном сгорании богатой смеси ΔQн, кДж/кг: ![]() ![]() Средняя молярная теплоёмкость воздуха в конце такта сжатия перед началом горения Сvc, кДж/кмоль·град: ![]() ![]() Средняя молярная теплоемкость газов после сгорания Сvz кДж/кмоль·град; ![]() ![]() Максимальная температура сгорания, Тz, К: ![]() ![]() Решаем это уравнение как полное квадратное уравнение типа: ![]() отсюда: ![]() ![]() Из двух корней выбираем один с реальным ответом (положительный), величина Tz в пределах 2200-2900 К. Расчетное максимальное давление сгорания' рzp, МПа: ![]() ![]() Действительное максимальное давление сгорания рzМПа: ![]() ![]() Степень повышения давления в камере сгорания λ : ![]() 1.5 Процесс расширения Давление газов в нижней мёртвой точке в конце расширения, рв, МПа: ![]() ![]() Температура газов в нижней мёртвой точке в конце расширения, Тв, К : ![]() ![]() 1.6 Среднее давление газов в цилиндре Среднее расчётное индикаторное давление газов внутри цилиндра по нескруглённой индикаторной диаграмме, рi расч , МПа: ![]() ![]() Действительное среднее индикаторное давление газов внутри цилиндра по скруглённой индикаторной диаграмме, рi , МПа: ![]() ![]() Среднее эффективное давление, ре , МПа : ![]() ![]() Среднее давление механических потерь, рm , МПа: ![]() ![]() 1.7 Коэффициент полезного действия двигателя Индикаторный КПД двигателя, ηi: ![]() QН = 43.93 МДж/кг; ρ0 = р0·106 /Rв·Т0 – плотность воздуха, кг/м3; Rв = 287 Дж/(кг·град) – удельная газовая постоянная для воздуха. ρ0 = 0,1·106 /287·293 = 1,189 кг/м3 ![]() Эффективный КПД двигателя, ηе : ![]() ![]() 1.8 Эксплуатационные показатели двигателя Эффективная мощность двигателя, Ne, кВт: ![]() i – число цилиндров двигателя; n – частота вращения коленчатого вала, мин –1. ![]() Крутящий момент двигателя, Мк, Н·м: ![]() ![]() Удельный расход топлива (экономичность двигателя), ge, г/(кВт·ч): ![]() ![]() Часовой расход топлива двигателем, Gт , кг/ч: ![]() ![]() Часовой расход воздуха двигателем, Gв , кг/ч: ![]() ![]() Литровая мощность двигателя, Nл, кВт/литр: ![]() ![]() 1.9 Построение индикаторной диаграммы По заданным, ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Определяем давление газов в промежуточных точках ![]() Для линии сжатия: ![]() ![]() ![]() Для линии расширения : ![]() ![]() ![]() Таблица 1 Давление газов в промежуточных точках ![]()
В соответствии с полученными результатами расчетов строим индикаторную диаграмму. |