МІНІСТЕРСТВО ВНУТРІШНІХ СПРАВ УКРАЇНИ
АКАДЕМІЯ ВНУТРІШНВХ ВІЙСК МВС УКРАЇНИ
КУРСОВА РОБОТА
з дисципліни
«АВТОМОБІЛЬНІ ДВИГУНИ »
Виконав: студент 4 курсу
34- б групи
заочної форми навчання
пр-к Кара Р. Е.
Харків – 2008
ВСТУП
Тепловий розрахунок є обов'язковим етапом проектування будь-якого теплового двигуна.
Під тепловим розрахунком двигунів внутрішнього згоряння розуміється система обчислень, яка дозволяє встановити основні параметри і показники, що характеризують ефективність і економічність роботи двигуна, а також визначити кількість циліндрів і основні розміри циліндра.
Результати теплового розрахунку використовуються також як вихідні дані для подальших розрахунків двигуна та його систем: динамічних, на міцність, при проектуванні систем наддування, змащування, охолодження тощо.
Задача теплового розрахунку двигуна може бути сформульована як пряма або зворотна.
Пряма задача розв’язується при проектуванні нового двигуна. В цьому випадку задається тип двигуна і його призначення, вид палива й особливості сумішоутворення, ефективна потужність, частота обертання колінчастого валу , відсутність чи наявність наддування, тип нагнітача і спосіб приведення його в дію.
Зворотня задача розв'язуються у випадках, коли треба знайти очікувану потужність двигуна за його заданими розмірами, наприклад, при переведенні двигуна з одного палива на інше або при його форсуванні наддуванням.
У роботі буде розв’язуватися пряма задача.
Найчастіше тепловий розрахунок проводиться для одного режиму роботи - режиму номінальної потужності. Іноді розрахунок може проводитися для кількох різних режимів і закінчуватися обчисленням характеристик двигуна.
У роботі передбачено застосування методики теплового розрахунку, основи якої були розроблені проф. В.І.Гріневецьким у 1906 р. Ця методика була історично першою, але вона і досі не втратила свого практичного та навчально-методичного значення.
Крім методики В.І.Гріневецького, зараз в практиці проектування та дослідження ДВЗ використовують і більш складні та досконалі методики.
Тепловий розрахунок за методом В.І.Гріневецького може бути умовно розділений на три основних етапи.
На першому етапі виконуються попередні розрахунки, що стосуються складу палива та робочої суміші. Сюди ж можуть бути віднесені деякі інші розрахунки, наприклад, орієнтоване визначення середньої швидкості поршня.
Другий етап передбачає послідовний розгляд основних процесів робочого циклу - стискання, згоряння і розширення. У результаті цих підрахунків визначаються параметри робочої суміші в основних точках проектної індикаторної діаграми і намічається контур цієї діаграми. Потім обчислюється значення середнього індикаторного тиску.
На третьому етапі здійснюється облік усіх внутрішніх втрат двигуна, підрахунок середнього ефективного тиску, визначають основні розміри циліндра, підраховується витрати палива і ККД.
РОЗРАХУНОК
КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГУНА
.
Вихідні дані:
номінальна потужність Ne=40 кВт;
номінальна частота обертання колінчастого валу n=5600 хв.-1.
Задаю додаткові данні:
тиск навколишнього повітря Р0=1 бар;
температура навколишнього повітря Т0=288К;
паливо - бензин АІ-93;
ступінь стискання ε=8,5;
коефіцієнт надлишку повітря α=0,9.
Розраховую параметри робочого тіла
Елементарний склад палива:
С=0,855; Н=0,145; О=0.
Середня молекулярна маса палива μп=118 кг/кмоль.
Нижча теплота згоряння QН =44 МДж/кг.
Теоретично необхідна кількість повітря, кмоль/кг:
.
Дійсна кількість повітря, яка є в циліндрі для згоряння 1 кг палива
М= ·LO =0,9·0,514=0,463 кмоль/кг .
Загальна кількість свіжої суміші:
.
Частка вуглецю палива, яка при згорянні перетворюється на СО:
Кількість окремих складових продуктів згоряння при α ‹ 1, кмоль/кг:
Загальна кількість продуктів згоряння, кмоль/кг:
Об'ємні частки окремих компонентів продуктів згоряння:
.
Перевірка:
Теоретичний коефіцієнт молекулярної зміни:
Дійсний коефіцієнт молекулярної зміни:
де γ-коефіцієнт залишкових газів (прийнято, що γ=0,06).
Приймаю:
тиск наприкінці процесу впуску
Ра=0,85 бар;
підвищення температури заряду при впуску
ΔТ=15 К;
температура заряду у впускному колекторі
Тк=Т0=288 К;
температура залишкових газів наприкінці
випуску Тr=973 К.
Температура в циліндрі наприкінці впуску:
Коефіцієнт наповнення :
Приймаю значення показника політропи процесу стискання nс=1,34. Тоді тиск наприкінці процесу стискання :
.
Температура наприкінці процесу стискання:
або
tс=Тс-273=706-273=433 0С.
Втрата теплоти внаслідок хімічної неповноти згоряння:
Внутрішню енергію свіжого заряду наприкінці процесу стискання визначаю як для чистого повітря шляхом інтерполяції даних табл. А3:
при температурі t=400 0С внутрішня енергія Ut=400 =8,591 МДж/кмоль;
при температурі t=500 0С внутрішня енергія Ut=500 =10,89 МДж/кмоль.
Внутрішня енергія при tс=433 0С:
Визначаю внутрішню енергію залишкових газів наприкінці процесу випуску при температурі Тr=973 К (tr=700 0С). Внутрішню енергію окремих компонентів продуктів згоряння беремо з табл. А3.
Визначаю значення правої частини рівняння при ξ=0,85:
.
Визначаю внутрішню енергію продуктів згоряння при кількох різних температурах. Значення температурного інтервалу вибираю так, щоб виконувалась умова:
Ut ≤Ώ≤Ut+100 .
Приймаю спочатку t=2300 0С, тоді:
Приймаю далі t=2400 0С, тоді:
Умову Ut=2300<Ώ<Ut=2400 виконано. Це означає, що tz знаходиться в інтервалі 2300 0С…2400 0С.
Визначаю, шляхом інтерполяції, температуру tz наприкінці процесу згоряння.
Абсолютна температура наприкінці процесу згоряння:
Тz=tz+273=2364+273=2637 К.
Тиск наприкінці процесу згоряння:
Ступінь підвищення тиску в процесі згоряння:
Приймаю показник політропи розширення nр=1,27 і визначимо тиск наприкінці процесу розширення:
Температура наприкінці процесу розширення:
Теоретичнийсередній індикаторний тиск :
Дійсний середній індикаторний тиск (прийнято значення коефіцієнта повноти індикаторної діаграми φ=0,97):
Густина повітря перед впускними клапанами:
Індикаторний ККД :
Питома індикаторна витрата палива
Визначаю середній тиск механічних втрат. Приймаю: a=0,39; b=0,132 ; Сm=14,5 м/с. Тоді:
Середній ефективний тиск:
Механічний ККД:
Ефективний ККД:
Питома ефективна витрата палива:
Витрата палива за годину:
.
Робочий об’єм всіх циліндрів:
Задаю кількість циліндрів і=4, а далі визначаю робочий об’єм одного циліндра:
Приймаю значення S/D=0,9. Тоді діаметр циліндра:
Хід поршня визначаю за формулою:
Отримані S та D вважаю остаточними.
Визначаю середню швидкість поршня:
.
Одержана середня швидкість Сm відрізняється від прийнятої при розрахунку Рm менше, ніж на 20%. Тому розрахунки повторювати не треба.
Об’єм камери згоряння:
Повний об’єм циліндра:
Літрова потужність двигуна:
Процес стискання:
Процес розширення:
Висновок
В результаті теплового розрахунку визначені основні геометричні характеристики двигуна:
Число циліндрів Z= 4
Діаметр циліндра D =0,0737
Хід поршня S =
Ступінь стискання ε=8,5
Повний робочий об'ем всіх циліндрів Vh = 2,895 · м3
Визначені основні показники робочого циклу:
Коефіцієнт надлишкового повітря. α = 0,9
Індикаторний ККД. ηi = 0,318
Ефективний ККД. ηе = 0,242
Тиск наприкінці процессу згоряння. Рz = 60,15 бар
Питома індикаторна витрата палива. =
Питома ефективна витрата палива. =
Витрата палива за годину. В = 13,44 кг/год.
Література:
Автомобильные двигатели. /Под ред. М. С. Ховаха., М.: Машиностроение, 1977.
Двигатели армейских машин, Ч.1. /Под ред. П.М.Белова. М.: Воениздат, 1971.
Виконав слухач пр-к Кара Р. Е.
Другие работы по теме:
Реактивное движение 2
Реактивное движение. Закон сохранения импульса позволяет объяснить и получить основные уравнения, описывающие реактивное движение. Главной особенностью движения ракеты является то, что это движение тела с переменной массой. Выбрасывая ежесекундно определенную часть массы в виде газов сгоревшего топлива, ракета разгоняется.
Ракетный двигатель
Ракетные двигатели работают в разряженных слоях атмосферы, где кислорода очень мало, и в космическом пространстве, где его практически нет. Поэтому на борту ракеты чаще всего имеется окислитель.
Рудольф Дизель и дизельный двигатель
РУДОЛЬФ ДИЗЕЛЬ (1858-1913) В истории техники известны имена таких изобретателей, как Т.А Эдисон, Н. Тесла, В.Г Шухов, которые подарили миру сотни идей и решений. У немецкого изобретателя Рудольфа Дизеля только одно детище, но зато такое, без которого сегодня не мыслим мир машин, - двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.
Тепловые двигатели
Средняя общеобразовательная школа Доклад по физике на тему: Подготовил ученик Проверила 2005 год. Тепловой двигатель Ещё в давние времена люди старались использовать энергию топлива для превращения её в механическую. В XVII в. был изобретён тепловой двигатель, который в последующие годы был усовершенствован, но идея осталась той же.
Двигатели внутреннего сгорания
Доклад на тему: Двигатели внутреннего сгорания. Доклад подготовил: ученик ___ класса школы № ___ Ф.И.О. г. Нижний Новгород 2002 год. Один из самых распространенных двигателей –
Реактивный двигатель и основные свойства работы тепловых машин
РЕФЕРАТ ПО ТЕМЕ: Реактивные Двигатели и Основы Работы Тепловой Машины НАПИСАЛ: Лукин А.В. ПРОВЕРИЛА: Шелкунова Т.В. г.НОВОКУЗНЕЦК Знание закона сохранения импульса во многих случаях даёт возможность выполнить расчёты результата взаимодействия тел, когда значения действующих сил неизвестны.
Ракетный двигатель
Ракетные двигатели работают в разряженных слоях атмосферы, где кислорода очень мало, и в космическом пространстве, где его практически нет. Поэтому на борту ракеты чаще всего имеется окислитель.
Двигатели постоянного тока
Двигатели постоянного тока используются в прецизионных приводах, требующих плавного регулирования частоты вращения в широком диапазоне. Свойства двигателя постоянного тока, так же как и генераторов, определяются способом возбуждения и схемой включения обмоток возбуждения. По способу возбуждения можно разделить двигатели постоянного тока на двигатели с электромагнитным и магнитоэлектрическим возбуждением.
Тепловой расчет двигателя
Введение Специалист по энергообеспечению предприятий АПК в своей практической деятельности нуждается в знаниях теоретических основ конструкции и проблем в эксплуатации поршневых двигателей внутреннего сгорания, насосов, вентиляторов, компрессоров. В технологических процессах сельскохозяйственного производства наиболее распространённым силовым агрегатом или тепловой машиной является поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС).
Общие характеристики двигателя внутреннего сгорания
В наши дни на автомобили в основном устанавливается двигатель внутреннего сгорания. Специалисты-профессионалы отмечают достаточно сложное его устройство. Для того чтобы остановить свой выбор, при покупке автомобиля, на какой-то конкретной версии, необходимо использовать технические характеристики двигателя внутреннего сгорания для анализа устройства всего автомобиля.
Газораспределительный механизм
Газораспределительный механизм служит для открытия и закрытия клапанов, что позволяет наполнять цилиндры двигателя горючей смесью (карбюраторные двигатели) или воздухом (дизели), выпускать отработавшие газы и наделено изолировать камеру сгорания от окружающей среды во время тактов сжатия и рабочего хода.
Твердотопливные ракетные двигатели
Ракетные двигатели твердого топлива - старейшие среди семейства реактивных двигателей - предельно просты по устройству. У них, по существу, две основные части - камера и реактивное сопло.
Двухтактный ДВС
Назначение Двухтактный двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за один оборот коленчатого вала, то есть за два хода поршня. Такты сжатия и рабочего хода в двухтактном двигателе происходят так же, как и в четырехтактном, но процессы очистки и наполнения цилиндра совмещены и осуществляются не в рамках отдельных тактов, а за короткое время, когда поршень находится вблизи нижней мертвой точки, с помощью вспомогательного агрегата — продувочного насоса.
Двигатель
Что же приводит в действие все машины, что заставляет их двигаться, выполнять нужную работу? Это делает главная часть машины, ее сердце — двигатель.
Авиационные силовые установки
Введение Авиационные силовые установки предназначены для создания силы тяги необходимой для преодоление силы лобового сопротивления, силы тяжести и ускоренного перемещения ЛА в пространстве.
Двигатель ТВ2-117 и его модификации
Самарский Государственный Аэрокосмический Университет имени С.П. Королёва. Национально исследовательский институт. Реферат по учебной дисциплине
Асинхронный микродвигатель с полным ротором
Общие сведения об асинхронных машинах (двухобмоточных электрических машинах переменного тока). Конструкция активных частей, подшипниковых узлов, вводного устройства асинхронного микродвигателя 4АА50В2, принцип его действия, области применения и значение.
Сельхозтехника
Современная сельскохозяйственная техника играет важную роль в производстве пищевых продуктов. С помощью этих машин один человек может за день выполнить объем работы, с которым до внедрения механизации могла справиться лишь целая бригада за неделю.
Водородная авиация
Водород – авиационное топливо. Летательные аппараты. Наземное оборудование. Двигатели.
Газотурбинные двигатели
Газотурбинная установка состоит из воздушного компрессора, камер сгорания и газовой турбины.
Вечный двигатель
Свойственное человеческой натуре упрямство не дает людям смириться с непреложностью законов природы. Самым ярким свидетельством этому служит настойчивая вера в то, что можно построить вечный двигатель.
Проблема "Отцов и детей"
Во время бурных изменений какой-либо сферы жизни человека эта проблема встает с удвоенной силой: отцы — консерваторы, которым чужды любые изменения, а дети — “двигатели прогресса”, стремящиеся свергнуть устои и традиции.
Гироскопическая курсовертикаль
Действие гироскопического агрегата. Определение знака угла отклонения гироскопов относительно платформы под воздействием внешних моментов. Распределение управляющих сигналов от датчиков по разгрузочным двигателям с помощью преобразователя координат.
3М (стратегический бомбардировщик)
К концу 40-х годов с появлением ядерного оружия возникла необходимость в средствах его доставки. В. Мясищев подал в правительство научно-обоснованное предложение о создании стратегического самолета с дальностью полета 11-12 тыс. км.
Asia
Asia Motors Co., Ltd - отделение KIA Motors (с 1976 г.), производит джипы и грузовики. Первоначально внедорожники повторяли конструкцию американского военного Jеер и изготовлялись только для нужд армии.
ARO
Завод в Румынии, в местечке Campulung-Muscel, в 1953 году начал собирать первые румынские мотоциклы. Производство авомобилей было начато в 1957 г с модели IMS- 57.
Подводная лодка "Акула"
Первоначальный проект подводной лодки "Акула" водоизмещением 400 тонн, первой "большой" подводной лодки, был представлен в Главный морской штаб в январе 1905 года.
Buick
Семейство Skylark с кузовами седан и купе открывает модельный ряд Buick. В стандартном исполнении автомобиль комплектуется 4-цилиндровым двигателем рабочим объемом 2,3 л.
Подводные лодки типа "Морж"
После окончания испытаний подводной лодки "Акула" в 1911 году Морской главный штаб предполагал построить 25 подводных лодок водоизмещением 600-650 тонн. О предстоящем строительстве были извещены Балтийский и Невский заводы.
Автомобиль Фрезе и Яковлева
Введение 1 Параметры автомобиля 2 Интересные факты Список литературы Введение Автомобиль Фрезе и Яковлева Общие данные Дизайн Двигатели Характеристики