Динаміка двигуна внутрішнього згоряння
1.2 Характеристика горючої суміші і продуктів згоряння
Теоретично необхідну кількість повітря для згоряння 1 кг палива:
де С - масова частка в паливі вуглецю;
Н - масова частка в паливі водню;
Про - масова частка в паливі кисню;
- об'ємна частка кисню в повітрі.
Кількість горючої суміші на 1 кг палива для карбюраторного двигуна
де - коефіцієнт надлишку повітря;
- молекулярна маса палива.
(по завданню); [2]. Приймаю.
Кількість продуктів згоряння на 1 кг палива
Хімічний коефіцієнт молекулярного зміни гарячої суміші при згорянні
1.3 Параметри стану газу перед впускними і за випускними клапанами
Тиск свіжого заряду перед впускними клапанами для двигунів без наддуву
де - тиск навколишнього середовища;
- втрата тиску в впускному трубопроводі.
Температура свіжого заряду перед впускними клапанами для двигунів без наддуву
де - температура навколишнього середовища;
- температура підігріву свіжого заряду.
Тиск газу за випускними клапанами двигуна без наддуву
де - перепад тиску в випускному трубопроводу;
1.4 Показники процесу наповнення
Кількість залишкових газів
де - універсальна газова постійна;
- температура залишкових газів на початку процесу впуску.
Тиск залишкових газів
де - коефіцієнт, що враховує перепад тиску залишкових газів в циліндрі по відношенню до тиску за випускними клапанами в кінці процесу випуску.
Тиск в кінці процесу наповнення
де - коефіцієнт, що враховує перепад тиску робочої суміші перед впускними клапанами по відношенню до тиску в циліндрі в кінці процесу наповнення.
де - підвищення температури свіжого заряду від стінок циліндра.
Коефіцієнт залишкових газів
Температура в кінці процесу наповнення
Кількість свіжої суміші, яка заповнила циліндр
Кількість робочої суміші
1.5 Показники процесів стиснення і згорання
Зміна тиску в циліндрі в процесі стиснення
де - показник політропи стиснення.
Тиск в кінці процесу стиснення
Температура в кінці процесу стиснення
Коефіцієнт молекулярного зміни при згорянні робочої суміші
Температуру в умовному кінці згоряння. за методом розрахунку, викладеному в роботі. Визначають вирішуючи рівняння
Для карбюраторного двигуна входять в рівняння залежності визначають за формулами
- ступінь попереднього розширення.
- нижча теплотворна здатність палива;
- коефіцієнт ефективності використання теплоти при згорянні.
Для карбюраторного двигуна ступінь підвищення тиску визначається по заданій ступеня попереднього розширення
Тиск в кінці згоряння
Обсяг циліндра в кінці згоряння
1.6 Показники процесу розширення
Тиск в циліндрі на ділянці попереднього розширення приймають величиною постійною рівною.
Ступінь подальшого розширення
При подальшому розширенні тиск в циліндрі зменшується в результаті збільшення обсягу і розраховується за формулою
де - показник політропи розширення.
Тиск в кінці процесу розширення
Температура в кінці процесу розширення
Тиску і температури в циліндрі двигуна в процесах стиснення, згоряння і розширення вносяться в таблицю. За результатом розрахунку робочого процесу двигуна будуються індикаторні діаграми, що представляють собою залежності зміни тиску газів в циліндрі від його обсягу і кута повороту кривошипа. В процесі наповнення тиску приймають величиною постійною, рівною. а тиск в процесі випуску рівним.
Табл. 1.2 - Індикаторна діаграма
Середнє індикаторне тиск
де - коефіцієнт повноти індикаторної діаграми.
Індикаторна потужність двигуна
де - тактность двигуна.
Середній індикаторний момент
Економічність робочого циклу двигуна внутрішнього згоряння характеризується індикаторним ККД, який являє собою відношення тепла перетвореного в індикаторну роботу циклу до тепла, витраченого за цикл палива.
Питома індикаторний витрата палива
Середній тиск механічних втрат
де - середня швидкість поршня.
і - емпіричні коефіцієнти.
Механічний ККД двигуна
Середнє ефективне тиск
Ефективний ККД двигуна
Ефективна потужність двигуна
Питома ефективна витрата палива
Часовий витрата палива
2.Динаміка двигунів внутрішнього згоряння
До виконання даного етапу проекту приступають після визначення показників робочого процесу. Розрахунки проводять у наступній послідовності:
1. Визначення рушійних мас кривошипно-шатунного механізму.
2. Визначення сил, що діють в кривошипно-шатунного механізму і крутного моменту.
Для проведення розрахунків необхідно скласти схему сил діючих в кривошипно-шатунного механізму.
Сили, що діють на кривошипно-шатунний механізм
2.1 Визначення мас рухомих частин кривошипно-шатунного механізму
Маса зворотно-поступально рухомих частин
де - маса поршня;
- маса шатуна, приведена до поршня.
Маса обертових частин
де - маса кривошипа; - маса шатуна, приведена до кривошипа.
2.2 Визначення сил, що діють в кривошипно-шатунного механізму і крутного моменту
Сила від тиску газів на поршень
де - тиск газів в циліндрі. Сила інерції зворотно-поступальних мас
Сумарна сила діюча на поршень
Нормальна сила, що діє перпендикулярно осі циліндра
де - кут відхилення шарніра від осі циліндра. Сила, що діє на кривошип
Відцентрова сила, що діє на кривошип
Повна радіальна сила на кривошипі
Тангенціальна сила на одному кривошипі
Крутний момент від одного циліндра,
За даними результатом будуємо діаграми від кута повороту кривошипа від 0 до 720 діюча на поршень і кривошип. Визначити сумарний індикаторний момент
Середнє величина індикаторного моменту багатоциліндрового двигуна визначається індикаторної роботою періоду, віднесеної до кута повороту
Ефективний момент двигуна
де - кутова швидкість вала двигуна, рад / сек.
Табл. 2.1 - Такт впуску. Сили, що діють на поршень
3.Характеристика ДВИГУНА
3.1 Зовнішня швидкісна характеристика двигуна
Зовнішня швидкісна характеристика є залежність ефективного крутного моменту. ефективної потужності. питомої витрати палива і годинної витрати палива при повному відкритті дросельної заслінки в карбюраторному двигуні або при положенні органу управління подачею палива в низу, що забезпечує отримань номінальної потужності, в залежності від швидкості обертання валу двигуна.
Для розрахунку залежно ефективної потужності від швидкості обертання валу двигуна використовують емпіричне рівняння
де - емпіричні коефіцієнти.
- ефективна потужність двигуна на номінальному режимі, отримуємо при виконанні розрахунку робочого процесу двигуна.
Побудова зовнішньої швидкісної характеристиці необхідно проводити в діапазоні від до. Якщо на авто встановлено карбюраторний двигун без обмеження швидкості обертання валу, то прийняти. У разі застосування карбюраторного двигуна з обмеженою швидкості обертання то.
Ефективний момент двигуна визначають за формулою
Питома ефективна витрата палива розраховують за формулою
де - питома ефективна витрата палива при максимальній потужності;
- коефіцієнт що враховує зміну питомої витрати палива при зміні кутової швидкості обертання валу.
Коефіцієнт наближене можна визначити по емпірічни висловом:
де - коефіцієнти залежать від типу і конструкції двигуна. При проведенні розрахунків можна приймати; ;. Часовий витрата палива
Результати заносимо в таблицю 3. 1
Табл. 3.1 - Зовнішня швидкісна характеристика двигуна
3.2 Навантажувальна характеристика
Навантажувальну характеристику необхідно побудувати для 6-8 значень швидкості обертання валу двигуна починаючи від мінімальної до максимальної включаючи номінальний режим.
При визначенні питомої витрати палива користується залежністю
де - коефіцієнт що враховує ступінь використання потужності двигуна.
Коефіцієнт визначається за формулою
де - ступінь використання потужності двигуна.
Ступінь використання потужності двигуна являє собою відносини використовуваної ефективної потужності двигуна до питань зовнішньої швидкості характеристиці при відповідній швидкості обертання валу двигуна
Для постійної швидкості обертання валу двигуна коефіцієнт проявляється величиною постійною.
3.3 многопараметровой характеристика
Многопараметровой характеристику будують в координатах: ефективний момент - кутова швидкість обертання валу двигуна, але яку наносять криві рівних питомих витрат і криві рівних ефективних потужностей.
Для побудови многопараметровой характеристики використовуються результати зовнішнього швидкості характеристики.
Для побудови многопараметровой характеристиці результати розрахунків різних кутових швидкостей обертання валу двигуна в межах від 60 ... 80 рад / сек до. Мінімальне значення ефективного моменту приймають 0,2 ... 0,3 від максимального моменту по зовнішньої швидкості характеристиці. Зовнішня швидкість характеристика обмежує поля многопараметровой характеристик зверху.
Табл. 3.2 - навантажувальні і многопараметровой характеристики
Список використаних джерел
1. Болотін Г.М. Токаренко В.М. Оформлення матеріалів самостійної роботи. - К: Вища школа, 1984. - 72 с.
2. Разлейцев Н.Ф. та ін. Типова програма, методичні вказівки та контрольні завдання з курсу «Основи теорії та розрахунку автомобільних і тракторних двигунів». - Харків. ХПІ, 1988. - 60 с.
3. Богданов С.М. Буренков М.М. Іванов І.Є. Автомобільні двигуна. М. Машинобудування, 1987. - 368 с.
4. Артамонов М.Д. Морін М.М. Основи теорії і конструювання автотракторних двигунів. - М. Вища школа, 1973. - 205 с.
5. Двигуни внутрішнього згоряння. Теорія поршневих і комбінованих двигунів. (Під ред. А.С. Орменан і М.Г. Круглова) - М. Машинобудування, 1983. - 372 с.
6. Желєзко Б.Є. і ін. Розрахунок і конструювання автомобільних і тракторних двигунів. - Мінськ. Вишейшая школа, 1987. - 247 с.
7. Автомобільні та тракторні двигуни. Частина 1. Теорія двигунів і системи їх подачі палива. (Під ред. І.М. Леніна). - М. Машинобудування, 1976. -368 с.
8. Автомобільні та тракторні двигуни. Частина 2. Конструкція і розрахунок двигунів. (Під ред. І.М. Леніна). - М. Машинобудування, 1976. -280 с.
9. Двигуни внутрішнього згоряння. (Пол ред. В.Н. Луканіна). - М. Вища школа, 1985.
10. Колчин А.І. Демидов В.П. Розрахунок автомобільних і тракторних двигунів. - М. Вища школа, 1980.
11. Шапко В.Ф. Нарбут Т.А. До питання про розрахунок паливної економічності автомобіля. - М. Известия вищих навчальних закладів, №5, 1977.
Розміщено на Allbest.ru
подібні документи
Кінематика і динаміка ДВС, приведення мас частин кривошипно-шатунного механізму. Розрахунок поршня, кільця і пальця бензинового двигуна. Конструкція поршневий головки шатуна бензинового двигуна. Розрахунок гільзи і шпильки головки блоку циліндрів ДВС.
Вибір параметрів до теплового розрахунку, розрахунок процесів наповнення, стиснення, згорання і розширення. Індикаторні та ефективні показники роботи двигуна, приведення мас кривошипно-шатунного механізму, сили інерції. Розрахунок деталей двигуна на міцність.
Тепловий розрахунок двигуна. Вибір палива, визначення його теплоти згорання. Розрахунок і побудова зовнішньої швидкісної характеристики двигуна. Динамічний розрахунок кривошипно-шатунного механізму двигуна. Розрахунок сил тиску газів і розрахунок сил інерції.
Тепловий розрахунок: підбір палива, параметри робочого тіла і навколишнього середовища, дійсних циклів роботи двигуна. Індикаторні параметри робочого циклу. Кінематика і динаміка кривошипно-шатунного механізму. Урівноваження і розрахунок на міцність.
Тепловий розрахунок двигуна. Визначення основних розмірів і питомих параметрів двигуна. Вибір відносини радіуса кривошипа до довжини шатуна. Розрахунок індикаторних параметрів чотиритактного дизеля. Динаміка і урівноваження двигуна внутрішнього згоряння.
Кінематичний і динамічний розрахунок кривошипно-шатунного механізму. Сили і моменти, що діють в КШМ. Визначення швидкостей і прискорень поршня і шатуна, надлишкового тиску продуктів згоряння. Приведення мас деталей. Урівноваження двигуна.
Тепловий розрахунок двигуна внутрішнього згоряння. Розрахунок робочого циклу двигуна, визначення індикаторних і ефективних показників робочого циклу. Параметри циліндра та тепловий баланс двигуна. Розрахунок і побудова зовнішньої швидкісної характеристики.
Тепловий розрахунок двигуна внутрішнього згоряння, параметри навколишнього середовища і залишкових газів. Опис процесів впуску, стиснення, згорання, розширення і випуску. Індикаторні параметри робочого циклу. Характеристика ефективних показників двигуна.
Вибір палива, визначення його теплоти згорання. Визначення розмірів циліндра і параметрів двигуна, побудова індикаторної діаграми. Динамічний розрахунок кривошипно-шатунного механізму. Розрахунок і побудова зовнішньої швидкісної характеристики двигуна.
Розрахунок чотиритактного дизельного двигуна. Зовнішня швидкісна характеристика дизельного двигуна. Побудова діаграми сумарного крутного моменту багатоциліндрового двигуна. Компонування і розрахунок кривошипно-шатунного механізму (КШМ) двигуна.