Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 52
Содержание
ВВЕДЕНИЕ 1. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СОСТОЯНИЯ РАБОЧЕГО ТЕЛА В ХАРАКТЕРНЫХ ТОЧКАХ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ 2.1 ПРОЦЕСС ВПУСКА 2.2 ПРОЦЕСС СЖАТИЯ 2.3 ПРОЦЕСС СГОРАНИЯ 2.4 ПРОЦЕС РАСШИРЕНИЯ 3. ИНДИКАТОРНЫЕ И ЭФФЕКТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДВИГАТЕЛЯ 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРА ЦИЛИНДРА И ХОДА ПОРШНЯ 5. ПОСТРОЕНИЕ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ВВЕДЕНИЕ
На наземном транспорте наибольшее распространение получили двигатели внутреннего сгорания. Эти двигатели отличаются компактностью, высокой экономичностью, долговечностью и применяются во всех отраслях народного хозяйства. В настоящее время особое внимание уделяется уменьшению токсичности выбрасываемых в атмосферу вредных веществ и снижению уровня шума работы двигателей. Специфика технологии производства двигателей и повышение требований к качеству двигателей при возрастающем объеме их производства, обусловили необходимость создания специализированных моторных заводов. Успешное применение двигателей внутреннего сгорания, разработка опытных конструкций и повышение мощностных и экономических показателей стали возможны в значительной мере благодаря исследованиям и разработке теории рабочих процессов в двигателях внутреннего сгорания. Выполнение задач по производству и эксплуатации транспортных двигателей требует от специалистов глубоких знаний рабочего процесса двигателей, знания их конструкций и расчета двигателей внутреннего сгорания. Рассмотрение отдельных процессов в двигателях и их расчет позволяют определить предполагаемые показатели цикла, мощность и экономичность, а также давление газов, действующих в надпоршневом пространстве цилиндра, в зависимости от угла поворота коленчатого вала. По данным расчета можно установить основные размеры двигателя (диаметр цилиндра и ход поршня ) и проверить на прочность его основные детали. 1.
ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
ТАБЛИЦА 1. Параметры двигателя Степень сжатия ε Диаметр цилиндра D, мм
Ход поршня S, мм
Рабочий объем Vл, л
Минимальны удельный расход топлива ge, г/кВт•ч
По заданным параметрам двигателя произвести тепловой расчет, определить параметры состояния рабочего тела, соответствующие характерным точкам цикла, индикаторные и эффективные показатели двигателя, диаметр цилиндра и ход поршня, построить индикаторную диаграмму. Тепловой расчет для карбюраторного двигателя произвести для режима максимальной мощность. При проведении теплового расчётадля карбюраторного двигателя выбираем следующие параметры: Давление окружающей среды р
о
=
0,1 МПа Температура окружающей среды То = 293 К Давление остаточных газов р
r
=
0,114 МПа Температура остаточных газов Тr = 1050 К Подогрев свежего заряда ∆Т = 20۫С Коэффициент наполнения ηv = 0,8 Коэффициент избытка воздуха α = 0,96 В соответствии с заданной степенью сжатия ε = 8,5 можно использовать бензин АИ 93 Молекулярная масса топлива: С = 0,855; Н = 0,145; mt = 115 кг/моль
Низшая теплота сгорания: Нu= 33,891*C+125,6*H-2,51*9*H= 44 МДж/кг
Средний показатель политропны сжатия n1 = 1,37 Средний показатель политропны расширения n2 = 1,24 Коэффициент использования тепла ξ = 0,9 тепловой карбюраторный двигатель индикаторный 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СОСТОЯНИЯ РАБОЧЕГО ТЕЛА В ХАРАКТЕРНЫХ ТОЧКАХ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ
2.1 ПРОЦЕСС ВПУСКА
Давление в конце впуска β - коэффициент затухания скорости движения заряда; Коэффициент остаточных газов Температура в конце впуска 2.2 ПРОЦЕСС СЖАТИЯ
Давление в конце сжатия: Температура в конце сжатия: 2.3 ПРОЦЕСС СГОРАНИЯ
Определение теоретически необходимого количества воздуха при полном сгорании жидкого топлива . Наименьшее количество кислорода Оо , которое необходимо подвести извне к топливу для полного его окисления. С, Н, О – массовые доли углерода, водорода и кислорода в элементарном составе топлива; 0,21 – объёмное содержание кислорода в 1 кг
воздуха; 0,23 – массовое содержание кислорода в 1 кг
воздуха; Действительное количество молей свежего заряда: Количество молей продуктов сгорания, Действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси: Температура в конце видимого сгорания: Температура конца видимого сгорания Тz для карбюраторного двигателя α<1 определяется из уравнения сгорания: ξ – коэффициент использования тепла; Определяем температуру в конце сгорания по уравнению сгорания: тогда получим : Давление в конце видимого сгорания карбюраторного двигателя Степень повышения давления 2.4 ПРОЦЕС РАСШИРЕНИЯ
В процессе расширения происходит преобразование тепловой энергии в механическую, определяем по формулам: 3.
ИНДИКАТОРНЫЕ И ЭФФЕКТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДВИГАТЕЛЯ
Теоретическое средние индикаторное давление определяем по формуле: Действительное средние индикаторное давление: φ – коэффициент скругления индикаторной диаграммы для карбюраторных двигателей принимаем равным 0,96 Индикаторный КПД цикла: Индикаторный удельный расход топлива: Средние давление механических потерь: при Средние эффективное давление: Механический КПД двигателя: Эффективный КПД и эффективный удельный расход топлива: 4.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРА ЦИЛИНДРА И ХОДА ПОРШНЯ
Задаем отношение Определяем рабочий объём двигателя по формуле: τ = 4 - тактность двигателя; i
= 4 - число цилиндров; Объём одного цилиндра: Определяем диаметр и ход поршня: Окончательно принимаем: S = 66мм
, D= 76мм
. Определяем номинальную мощность двигателя: N, кВт Nн, мин D, мм
S, мм
Vh, л
Vп, м/с
ge, г/кВт·ч
Вывод
: основные данные полученные в тепловом расчёте при сравнение с характеристиками прототипа позволяют сделать вывод о том что для дальнейших расчётов мы можем принять этот двигатель так как расхождение не превышает 10%. 5.
ПОСТРОЕНИЕ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ
Индикаторную диаграмму строят для номинального режима работы двигателя, т. е. при Ne = 52,5кВт
и Nн = 5600 об/мин
. Масштабы диаграммы: масштаб хода поршня Мs = 1 мм
в мм
; Масштаб давлений: Мр = 0,05 МПа
в мм
. Приведенные величины, соответствующие рабочему объему цилиндра и объему камеры сгорания: Максимальная высота диаграммы (точка z) Ординаты характерных точек: Построение политроп сжатия и расширения аналитическим методом: а) политропа сжатия где б) политропа расширения Результаты расчета точек политроп приведены в табл. Так как рассчитываемый двигатель достаточно быстроходен n = 5600 об/мин.
, то фазы газораспределения устанавливаем с учетом получения хорошей очистки от отработавших газов и обеспечения дозарядки. В связи с этим начало открытия впускного клапана (точка r΄) устанавливается за 18˚ до прихода поршня в В.М.Т., а закрытие (точка а
΄΄) – через 60˚ после прохода поршнем Н.М.Т.; начало открытия выпускного клапана (точка b
΄) принимаем за 55˚ до прихода поршня в Н.М.Т., а закрытие (точка а
΄) – через 25˚ после прохода поршнем В.М.Т. Учитывая быстроходность двигателя, угол опережения зажигания θ принимаем равным 35˚, а период воспламенения ∆φ1= 5˚. В соответствии с принятыми фазами газораспределения и углом опережения зажигания определяют положение точек r', а', а", с', f и b' по формуле для перемещения поршня: где λ — отношение радиуса кривошипа к длине шатуна. При построении индикаторной диаграммы предварительно принимается λ = 0,285. Расчеты координат точек r
', а', а", с', f
и b
'
сведены в табл. Положение точки Действительное давление сгорания Соединяя плавными кривыми точки r
с а'
, с'
с с"
и далее с z
д и кривой расширения, b
'
с b
"
(точка b
"
располагается обычно между точками b
и а
) и линией выпуска b"r' r
, получим скругленную действительную индикаторную диаграмму ra'ac'fc"
z
дb
'
b
"
r
. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
|