- •Ади и сПб гасу
- •Введение
- •Тепловой расчет
- •Процесс расширения
- •Индикаторные параметры рабочего цикла
- •Эффективные показатели двигателя
- •Определение размеров цилиндра
- •Построение индикаторной диаграммы
- •Форма 1
- •Построение внешней скоростной характеристики
- •Динамический расчет
- •Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма
- •Развертка индикаторной диаграммы
- •Определение сил и моментов, действующих в кшм
- •Форма 3
- •Определение суммарного крутящего момента
- •Литература
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение профессионального высшего образования
Северо-Западный государственный заочный технический университет
В.А. Алексеев
РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Утверждено редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
Санкт-Петербург
2006
В.А. АЛЕКСЕЕВ
РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Санкт-Петербург
2006
УДК 621.43
Алексеев В.А. Расчет автомобильных двигателей: Учеб. пособие. - СПб: СЗТУ, 2006, - 23с.
Пособие содержит весь необходимый теоретический и справочный материал для выполнения теплового и динамического расчетов автомобильных двигателей. Предназначено для студентов специальностей 190601.65 - автомобили и автомобильное хозяйство и 190701.65 - организация перевозок и управление на транспорте.
Рецензенты: кафедра автомобильного транспорта СЗТУ
(зав. каф. А.Б. Егоров, канд. техн. наук, доц.),
О.В. Гладков, канд. техн. наук, доц. кафедры
технической эксплуатации и ремонта автомобилей
Ади и сПб гасу
Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2006
Введение
Развитие автомобильного транспорта в нашей стране требует создания более совершенных, экономичных и экологически безопасных двигателей внутреннего сгорания.
Выполнение этих задач требует от специалистов, связанных с производством и эксплуатацией автомобилей, глубоких знаний теории, конструкции и расчета двигателей.
Настоящее учебное пособие ориентировано на представление студенту необходимых и достаточных для выполнения курсового проекта сведений и содержит теоретический, справочный и графический материал, поясняющий методику теплового и динамического расчетов автомобильных двигателей.
Тепловой расчет
Тепловой расчет производится для одного скоростного режима (номинального). Исходными данными для расчета являются:
номинальная эффективная мощность Ne , кВт;
частота вращения коленчатого вала n , об./мин;
степень сжатия ;
число цилиндров i;
коэффициент избытка воздуха .
Параметры топлива
Средний элементарный состав топлива:
- карбюраторный двигатель
C = 0.855; H = 0.145; O = 0;
- дизельный двигатель
C = 0.87; H = 0.126; O = 0.004;
где C, H и O - массовые доли соответствующих элементов.
Молекулярная масса топлива
mT = 110...120 кг/кмоль.
Низшая теплота сгорания топлива определяется по формуле Менделеева
Hu=(33.91C+103.01H10.89O)103, кДж/кг.
Параметры рабочего тела
Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива
L0 = , кмоль/кг;
, кг/кг.
Количество свежего заряда:
- карбюраторный двигатель
, кмоль/кг;
- дизельный двигатель
M1 = L0 , кмоль/кг.
Общее количество продуктов сгорания:
- карбюраторный двигатель
;
- дизельный двигатель
.
Параметры окружающей среды и остаточных газов
Давление окружающей среды
P0 = 0.1 МПа.
Температура окружающей среды
T0 = 293 К.
Температура остаточных газов:
- карбюраторный двигатель
Tr = 9001100 K;
- дизельный двигатель
Tr = 600800 K.
Давление остаточных газов
Pr = (1.05...1.25)P0 , MПа.
Большие значения Prпринимаются для двигателей с высокой частотой вращения коленчатого вала.
Процесс впуска
Температура подогрева свежего заряда:
- карбюраторный двигатель
Т=0...20 К;
- дизельный двигатель
Т=10...40 К.
Плотность заряда на впуске
, кг/м3.
Потери давления на впуске в двигатель
, МПа,
где () = 2.5...3 - коэффициент гидравлических потерь;
a = 50...90 м/с - скорость движения заряда во впускной системе.
Давление в конце впуска
Pa=P0Pa , МПа.
Коэффициент остаточных газов
.
Tемпература в конце впуска
, K.
Kоэффициент наполнения
.
Процесс сжатия
Показатель политропы сжатия:
- карбюраторный двигатель
n1 = 1.34...1.39;
- дизельный двигатель
n1 = 1.38...1.42.
Давление и температура в конце сжатия
, МПа;
, K.
Процесс сгорания
Теоретический коэффициент молекулярного изменения
0 = .
Действительный коэффициент молекулярного изменения
= .
Теплота сгорания рабочей смеси:
- карбюраторный двигатель
Hр.с.=кДж/кмоль,
где Hu=119950(1)L0, кДж/кг - количество теплоты, потерянной вследствие неполноты сгорания топлива;
- дизельный двигатель
Hр.с. = кДж/кмоль.
Мольная теплоемкость свежего заряда
= 20.16+1.7410-3Tc , кДж/кмольград.
Уравнение сгорания:
- карбюраторный двигатель
Hр.с.+ Tc=Tz ,
где = 0.85...0.95 - коэффициент использования теплоты
= (18.42+2.6)+(15.5+13.8)10-4Tz, кДж/кмольград - мольная изохорная теплоемкость продуктов сгорания [3];
- дизельный двигатель
Hр.с.+ (+8.314)Tc = Tz ,
где = 0.8...0.9;
= 1.6...2.0 - степень повышения давления;
= (28.51+)+(15.5+)10-4Tz , кДж/кмольград - мольная изобарная теплоемкость продуктов сгорания [3].
Для определения температуры конца сгорания Tz приводим уравнение сгорания путем подстановки в него зависимостей для теплоемкости к виду
A, откуда
, K.
Для карбюраторного двигателя степень повышения давления
= .
Максимальное давление сгорания для обоих вариантов
Pz=Pc , МПа.
Для дизеля степень предварительного расширения
.