МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Сервис и техническая эксплуатация

автотранспортных средств»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению практической работы

по дисциплине

«Силовые агрегаты»

Ростов-на-Дону 2013

Составители: канд. техн. наук, доцент Н.А. Сокол,

ассистент А.Г. Исаев.

Методические указания к выполнению практической работы по дисциплине «Силовые агрегаты». – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2013. - 12 с.

Методические указания содержат задания к практической работе и необходимые пояснения для их выполнения. Предназначены для студентов 4 курса очного отделения, 2 курса сокращенной формы обучения и 5 курса заочного отделения по специальности 190603.02- «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт)» и специальности 190600- «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» по профилю «Сервис и эксплуатация автотранспортных средств».

Печатается по решению методической комиссии

факультета «Авиастроение. Транспорт, сервис и эксплуатация»

Научный редактор к.т.н. С.И. Попов

Рецензент профессор С.И. Ананьев

 Издательский центр ДГТУ, 2011

ВВЕДЕНИЕ

Целью практической работы является закрепление учебного материала по тепловому расчету двигателя внутреннего сгорания на примере двигателя с распределенным впрыском и приобретение навыков для выполнения курсового проекта (работы) по дисциплине «Рабочие процессы, конструкция и основы расчета автомобильных двигателей».

Тепловой расчет позволяет определить основные показатели работы ПДВС, проанализировать влияние различных факторов на эффективность работы двигателя в эксплуатации.

При выполнении работы необходимы знания по теплотехнике, гидравлике, математике, а также знания по конструкции и расчету двигателей.

Задание для практических работ приведено в таблице. Индивидуальное задание студенты выбирают в соответствии с шифром зачетной книжки (по последней цифре).

Практическая работа выполняется студентом на листах форматом А4.

1. Тепловой расчет двигателя

С РАСПРЕДЕЛЕННЫМ ВПРЫСКОМ

В основу теплового расчета двигателей внутреннего сгорания положено определение значений основных параметров цикла - впуска, сжатия, сгорания, расширения и выпуска с последующим определением индикаторных и эффективных показателей, коэффициентов полезного действия, мощностных и экономических показателей. Обычно, тепловой расчет выполняется для режима работы двигателя, соответствующего максимальной мощности и номинальной частоте вращения.

1.1. Параметры рабочего цикла

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания одного килограмма жидкого топлива:

=1/0.23(8С/3+8Н-О) кг/кг(топл.),

где С, Н, О - массовые доли углерода, водорода и кислорода в топливе (табл.1.).

Таблица 1.1

Вид топлива	Содержание			Низшая теплотворная способность, Нu кДж/кг
	С	Н	О
Бензин	0,855	0,145	-	43900

При расчете в к.моль на кг

L₀=/_в к.моль/кг,

где _в = 29 молекулярная масса воздуха.

Количество свежего заряда:

М₁=L₀+1/_т -в бензиновых двигателях;

_т=115 кг/к моль - молярная масса топлива.

где =1 - коэффициент избытка воздуха.

Количество продуктов сгорания:

М₂=С/12 + Н/2 + 0,792 L₀ (кмоль пр.сг/кг топл.)

1.2. Расчет параметров впуска

При расчете параметров впуска, сжатия, сгорания и расширения в качестве параметров считать давление, температуру и объем с индексами в нижней части, обозначающими соответствующие точки индикаторной диаграммы.

Давление в конце впуска Р_а:

Р_а=Р_о-Р_а,

где Р_о - атмосферное давление, МПа; Р_а - потери давления во впускной системе, МПа.

Потери давления во впускной системе можно рассчитать по эмпирической формуле:

Р_а=(2,5А²n²_о*10^-6)/2,

где А=Wвп /n - коэффициент, учитывающий радиус кривошипа, диаметр поршня, длину шатуна, площадь наименьшего сечения впускной системы, коэффициент сопротивления впускной системы, коэффициент затухания скорости движения заряда; n - частота вращения коленчатого вала, об/мин; Wвп – скорость газов на впуске, м/с;

Wвп = ,

где - доля приращения объема горючей смеси за счет остаточных газов; - степень сжатия;S-ход поршня, м; D - диаметр поршня, см; i - число одноименных клапанов в одном цилиндре (i=2); f- площадь проходного сечения клапана, см;_о - плотность заряда на впуске, кг/м³.

_о= Р_о*10⁶/R_bТ_о,

где R_b = 287Дж/кгК - газовая постоянная воздуха; Т_о - температура окружающего воздуха.

Давление в конце впуска:

Р_а=(0,8...0,95)Р_о – двигатели с впрыском топлива.

Коэффициент наполнения:

,

где - степень сжатия; P_r - давление остаточных газов (при расчете принимаем P_r = 0,11 МПа); - коэффициент дозарядки на номинальном скоростном режиме, принимаем=1,145;- коэффициент очистки,=1; T_o = Т_о+Т - температура свежего заряда с учетом подогрева во впускном трубопроводе; Т = 6 К – двигатели с впрыском топлива.

Температура в конце впуска:

,

где T_r - температура остаточных газов; T_r = 1040 К – для двигателей с впрыском топлива.

Коэффициент остаточных газов:

1.3. Расчет параметров сжатия

Принимаем средний показатель политропы сжатия n₁ = 1,376.

Давление в конце такта сжатия:

Температура в конце сжатия: