Главная      Учебники - Транспорт     Лекции по транспорту - часть 1

 

поиск по сайту            

 

 

 

 

 

 

 

  

 

содержание   ..  845  846  847   ..

 

 

Расчет автомобильного карбюраторного двигателя

Расчет автомобильного карбюраторного двигателя

Министерство образования Российской Федерации

Содержание


Министерство образования Российской Федерации

Средняя мольная теплоемкость остаточных газов в конце сжатия

кДж/(кмоль·град):

кДж/(кмоль·град):

Средняя мольная теплоемкость рабочей смеси

Тип двигателя Параметры
, МПа γr , К
Карбюраторные 0,080…0,095 0,04…0,10 340…370 0,70…0,90

Рассчитываемый

 0,085 0,061 347,8 0,764
Тип двигателя Параметры
, МПа , К
Карбюраторные 1,34…1,38 0,9…2,0 600…800

Рассчитываемый

 1,36 1,56 751,5
Тип двигателя Параметры
, К
Карбюраторные 3,2…4,2 1,0 3,5…7,5 2400…3100

Рассчитываемый

 3,76 1,0 5,86 2630
Тип двигателя Параметры
, МПа , К
Карбюраторные 1,23..1,30 0,35…0,6 1200…1700

Рассчитываемый

 1,258 0,397 1514,1
Тип двигателя Параметры
, МПа г/(кВт·ч)
Карбюраторные 0,6…1,4 0,3…0,4 210,,,275

Рассчитываемый

 0,9383 0,372 220,3
Тип двигателя Параметры
, МПа , г/(кВт·ч)
Карбюраторные 0,6…1,1 0,23…0,38 0,75…0,92 230…310

Рассчитываемый

 0,75 0,29 0,80 282,6

Таблица 2.8― Результаты расчетов политроп сжатия

Тип двигателя
Карбюраторный 23…38 24..32 30…55 0…21 3…10
Рассчитываемый двигатель. 29,00195604 24,09538035 28,01157978 14,11670973 4,774374102

а,

град

 (1-cosa)+ג/4*(1-cos2a)

AX,

мм

OX,

мм

 OB/OX, мм P=Pа *(OB/OX)^1,36, мПа

Р/μр ,

мм
180 2,000 95,00 107,66 1,00 0,085 2,1
190 1,989 94,28 106,94 1,01 0,086 2,1
200 1,956 92,15 104,81 1,03 0,088 2,2
210 1,902 88,67 101,33 1,06 0,092 2,3
220 1,825 83,95 96,61 1,11 0,098 2,5
230 1,726 78,12 90,78 1,19 0,107 2,7
240 1,607 71,36 84,02 1,28 0,119 3,0
250 1,468 63,87 76,53 1,41 0,135 3,4
260 1,312 55,89 68,55 1,57 0,157 3,9
270 1,143 47,64 60,30 1,79 0,187 4,7
280 0,965 39,39 52,05 2,07 0,228 5,7
290 0,784 31,38 44,04 2,44 0,287 7,2
300 0,607 23,86 36,52 2,95 0,370 9,2
310 0,441 17,05 29,71 3,62 0,490 12,2
320 0,293 11,17 23,83 4,52 0,661 16,5
330 0,170 6,40 19,06 5,65 0,895 22,4
340 0,077 2,88 15,54 6,93 1,182 29,5
350 0,019 0,73 13,39 8,04 1,448 36,2
360 0,000 0,00 12,66 8,50 1,562 39,1

Таблица 2.9― Результаты расчетов политроп расширения

а, град (1-cosa)+ג/4*(1-cos2a)

AX,

мм

OX,

мм

 OB/OX, мм P=Pb *(OB/OX)^1,258, мПа

Р/р ,

мм
360 0,000 0,00 12,66 8,50 5,865 146,6
370 0,019 0,73 13,39 8,04 5,468 136,7
380 0,077 2,88 15,54 6,93 4,531 113,3
390 0,170 6,40 19,06 5,65 3,505 87,6
400 0,293 11,17 23,83 4,52 2,646 66,2
410 0,441 17,05 29,71 3,62 2,005 50,1
420 0,607 23,86 36,52 2,95 1,547 38,7
430 0,784 31,38 44,04 2,44 1,222 30,6
440 0,965 39,39 52,05 2,07 0,991 24,8
450 1,143 47,64 60,30 1,79 0,823 20,6
460 1,312 55,89 68,55 1,57 0,701 17,5
470 1,468 63,87 76,53 1,41 0,610 15,2
480 1,607 71,36 84,02 1,28 0,542 13,6
490 1,726 78,12 90,78 1,19 0,492 12,3
500 1,825 83,95 96,61 1,11 0,455 11,4
510 1,902 88,67 101,33 1,06 0,428 10,7
520 1,956 92,15 104,81 1,03 0,411 10,3
530 1,989 94,28 106,94 1,01 0,400 10,0
540 2,000 95,00 107,66 1,00 0,397 9,9

Находим характерные точки для построения действительной индикаторной диаграммы

; МПа.

; мм.

; МПа.

; мм.

; МПа.

Действительное давление :

; мм.

; МПа/град.

; МПа.

; Принимаем

Угол, соответствующий точке :

;

Положение точки на индикаторной диаграмме:

; .

.

;

Принимаем характерные углы:

- угол опережения зажигания ; Принимаем

- продолжительность периода задержки воспламенения ;

Принимаем

Начало открытия до ВМТ ; Принимаем .

Полное закрытие после НМТ ; Принимаем .

Начало открытия до НМТ ; Принимаем .

Полное закрытие после ВМТ ; Принимаем .

Определяются углы поворота коленчатого вала в градусах, соответствующие характерным точкам

— подача искры; ; ;

― начало видимого сгорания; ; ;

― начало открытия выпускного клапана; ; ;

― начало открытия впускного клапана; ;

― полное закрытие впускного клапана; ;

― полное закрытие выпускного клапана; .

Определяем положения характерных точек по оси обцисс по формуле для перемещения поршня :

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм.

Площадь мм2 .

Среднее индикаторное давление в МПа, полученное по графику индикаторной диаграммы:

; .

Расхождение между полученной величиной и величиной , полученной

в тепловом расчете:

; < .


3 Расчет внешней скоростной характеристики

Минимальная частота мин-1 ; Принимаем мин-1 .

Максимальная частота ; мин-1

Принимаем мин-1 .

Шаг расчета – 300 мин-1 .

Номинальная расчетная мощность двигателя кВт, и соответствующий ей удельный расход топлива г/кВт∙ч.

Частота вращения коленчатого вала при ; мин-1 .

Коэффициенты для карбюраторного двигателя: ; ; ; ; .

Зависимость эффективной мощности в кВт:

;

Зависимость эффективного удельного расхода топлива в г/(кВт∙ч):

; .

Зависимость среднего эффективного давления в МПа:

; .

Зависимость среднего эффективного крутящего момента в Н∙м:

; .

Зависимость часового расхода топлива в кг/ч:

.

Зависимость среднего давления механических потерь в МПа:

; .

Зависимость среднего индикаторного давления в МПа:

.

Зависимость мощности механических потерь в кВт:

; .

Зависимость индикаторной мощности в кВт:

.

Зависимость индикаторного крутящего момента в Н∙м:

; .

Зависимость индикаторного удельного расхода топлива в г/(кНт∙ч):

.

Коэффициент избытка воздуха при минимальной частоте:

;

Принимаем ,

а закон изменения принимаем:

; .

Зависимость коэффициента наполнения:

; .

ηvx 0,685 0,683 0,686 0,686 0,685 0,81 0,688 0,687 0,685 0,684 0,682 0,680 0,674 0,664 0,648 0,624
ax 0,76 0,77 0,78 0,79 0,80 0,81 0,83 0,84 0,85 0,86 0,87 0,88 0,89 0,90 0,91 0,92
gix, г/кВт∙ч 286,1 270,6 257,0 246,2 236,8 229,2 223,9 220,0 218,1 217,4 218,0 220,3 223,2 226,5 230,3 233,4
Mix, Н∙м 206,9 216,4 226,0 233,0 238,7 24203 244,7 245,4 244,4 241,9 237,6 231,6 223,9 215,1 204,3 191,9
Nix, кВт 13,0 20,4 28,4 36,6 45,0 53,3 61,5 69,4 76,8 83,6 89,6 94,6 98,5 101,4 102,7 102,5
Nмх, кВт 0,8 1,4 2,2 3,1 4,2 5,5 6,9 8,5 10,2 12,1 14,2 16,3 18,6 21,2 23,8 26,6
Pix, МПа 0,896 0,939 0,980 1,011 1,036 1,051 1,060 1,063 1,059 1,048 1,029 1,004 0,971 0,932 0,885 0,832
Pмх, МПа 0,055 0,066 0,077 0,087 0,098 0,109 0,119 0,130 0,141 0,152 0,163 0,173 0,184 0,195 0,205 0,216
Gтх, кг/ч 3,72 5,52 7,30 9,01 10,66 12,22 13,77 15,27 16,75 18,18 19,54 20,84 21,99 22,91 23,65 23,93
Mex, Н∙м 194,1 201,6 208,5 213,2 216,4 217,3 217,2 215,4 211,9 206,9 200,0 191,7 181,6 170,2 156,9 142,1
Pex, МПа 0,841 0,873 0,903 0,924 0,938 0,942 0,941 0,933 0,918 0,896 0,866 0,831 0,787 0,737 0,680 0,616
gex, г/кВт∙ч 304,7 290,7 278,8 269,0 261,3 255,7 252,2 250,8 251,5 254,3 259,2 266,2 275,3 286,5 299,8 315,3
Nex, кВт 12,2 19,0 26,2 33,5 40,8 47,8 54,6 60,9 66,6 71,5 75,4 78,3 79,9 80,2 78,9 75,9
nx 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000 3300 3600 3900 4200 4500 4800 5100

кВт
мин-1

мин-1
Н∙м

МПа
мин-1

мин-1
г/кВт
кг/ч
мин-1
мин-1

Максимальное значение среднего эффективного давления в МПа:

; .

а соответствующая ему частота в мин-1 :

; .

Максимальное значение эффективного крутящего момента в Н∙м:

;

при частоте в мин-1 :

;

Минимальное значение эффективного удельного расхода топлива

в г/(кВт∙ч):

; .

при частоте в мин-1 :

; .

4 Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма двигателя

4.1 Расчет силовых факторов, действующих в кривошипно-шатунном механизме

Площадь поршня в м2 :

; .

мм м.

Сила давления газов в общем случае:

.

Масштаб сил давления газов в Н/мм:

; .

― часть массы шатуна в сборе, отнесенная к поступательно движущимся массам

; кг

где ― масса шатуна в сборе.

; кг

где ― удельная масса шатуна, кг/м3

― масса поршневого комплекта (поршень, палец, поршневые кольца,

детали стопорения пальца).

; кг

где ― удельная масса поршня, кг/м3

Массы частей кривошипно-шатунного механизма, составляющих возвратно-поступательное движение.

; кг

Сила инерции возвратно-поступательно движущихся масс :

, Н

где ― радиус кривошипа.

; м

― угловая скорость коленчатого вала:

; рад/с

Суммарная сила, действующая на поршневой палец:

, Н

Суммарная нормальная (боковая) сила:

, Н

Суммарная сила, действующая вдоль шатуна:

, Н

Суммарная радиальная сила, направленная по радиусу кривошипа:

, Н

Суммарная тангенциальная сила, направленная перпендикулярно к радиусу кривошипа:

, Н

Центробежная сила инерции вращающейся части шатуна , направленная по радиусу кривошипа и нагружающая шатунную шейку (шатунный подшипник):

; Н

где ― часть массы шатуна, отнесенная к вращающимся массам.

; кг

Результирующая сила , действующая на шатунную шейку:

, Н

4.2 Построение графиков сил и моментов

Площадь ограниченная кривой и осью обцисс, мм2 .

Длина диаграммы по оси , мм.

Максимальное Н

Минимальное Н

Среднее ; Н

Масштаб крутящего момента ; Н∙м/мм

Период изменения суммарного крутящего момента ; .

Длина графика суммарного крутящего момента мм

Среднее значение суммарного индикаторного крутящего момента двигателя : Н∙м

Максимальное значение суммарного индикаторного крутящего момента двигателя: Н∙м

Минимальное значение суммарного индикаторного крутящего момента двигателя: Н∙м

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  845  846  847   ..

 

ΣMкр. 0 -34 -160 -350 -512 -586 -518 -341 -83 209 512 790 991 1098 1076 925 696 308 0
0,0 -2,3 -11,1 -24,3 -36,1 -40,6 -35,9 -23,6 -5,8 14,5 35,5 54,7 68,6 76,0 74,5