детали машин. Курсач по движкам (Илюха). Тепловой и динамический расчет бензинового двигателя
 Скачать 270.29 Kb.
|
|
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 -  т=115 кг/кмоль.Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания одного килограмма топлива: в килограммах, l0, кг воздуха/кг топлива:   то же в молях L0, кмоль/кг:  гдеμВ = 28,97 - молекулярная масса воздуха, кг/кмоль. Количество свежего заряда (действительный расход воздуха двигателем) М1 , кмоль:  , где α – коэффициент избытка воздуха. 1.2 Параметры впуска Давление воздуха в цилиндре в конце впуска, ра, МПа:  где ηv – коэффициент наполнения цилиндра свежим воздухом; ε – степень сжатия; T '0 = T0 +Δt – температура свежего заряда на впуске (до впускного клапана), К; Δt – подогрев свежего заряда во впускном трубопроводе, градусов; pr – давление остаточных газов в цилиндре в конце такта выпуска, МПа. T '0 = 293+17 = 310К  Коэффициент остаточных газов, γ :  где Тr - температура остаточных газов в цилиндре в конце выпуска, К. Температура воздуха в цилиндре в конце впуска, Та, К:   1.3 Процесс сжатия Давление в конце сжатия, рс, МПа:  где n1 – показатель политропы сжатия. 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:  где n2 – показатель политропы расширения. 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:  где φ – коэффициент скругления индикаторной диаграммы, учитывающий окончание сгорания в начале такта расширения и потери давления при предварительном открытии выпускного клапана. Среднее эффективное давление, ре , МПа :  где ηm – механический кпд двигателя. Среднее давление механических потерь, рm , МПа:   1.7 Коэффициент полезного действия двигателя Индикаторный КПД двигателя, ηi:  где QН – низшая теплота сгорания, 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:  где Vh – рабочий объём одного цилиндра, литр; 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,  ,  , и  определить объемы:  - объем камеры сгорания, литров;  - полный объем цилиндра, литров:    Определяем давление газов в промежуточных точках  , индикаторной диаграммы на тактах сжатия и расширения и заносим данные в таблицу:Для линии сжатия:  где  - давление сжатия на точке , МПа.Для линии расширения :  где  - давление расширения на точке , МПа.Таблица 1 Давление газов в промежуточных точках , индикаторной диаграммы на тактах сжатия и расширения
В соответствии с полученными результатами расчетов строим индикаторную диаграмму. |
) 
)