- •Ефимов м. А. Акимочкин а. В. Курсовое проектирование по тракторам и автомобилям
- •1 Тепловой расчёт двигателя
- •1.1 Исходные данные для расчёта
- •1.2 Параметры рабочего тела
- •1.2.2 Количество свежего заряда
- •1.2.3 Количество отдельных компонентов продуктов сгорания
- •1.3.2 Температура воздуха на впуске
- •1.3.3 Плотность заряда на впуске
- •1.2.4 Общее количество продуктов сгорания
- •1.3 Расчёт впуска
- •1.3.1 Давление воздуха на впуске
- •1.3.5 Коэффициент остаточных газов
- •1.3.6 Температура в конце впуска
- •1.3.7 Коэффициент наполнения
- •1.4 Расчёт сжатия
- •1.4.1 Показатель политропы сжатия
- •1.4.2 Давление в конце сжатия
- •1.4.3 Температура в конце сжатия
- •1.4.4 Средняя молярная теплоёмкость заряда в конце сжатия без учёта влияния остаточных газов
- •1.4.5 Число киломолей остаточных газов
- •1.4.6 Число киломолей газов в конце сжатия до сгорания
- •1.5 Расчёт сгорания
- •1.5.1 Средняя молярная теплоёмкость продуктов сгорания при постоянном объёме.
- •1.5.2 Средняя молярная теплоёмкость продуктов сгорания при постоянном давлении (для дизельных двигателей)
- •1.5.3 Число киломолей газов после сгорания
- •1.5.4 Действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси
- •1.5.5 Количество теплоты, передаваемое газам при сгорании одного килограмма топлива
- •1,5.6 Максимальная температура сгорания
- •1.5.7 Максимальное давление сгорания
- •1.6.4 Давление в конце расширения
- •1.6.5 Температура в конце расширения
- •1.7 Выпуск
- •1.7.1 Расчётное значение температуры остаточных газов.
- •1.7.2 Проверка ранее принятых параметров процесса выпуска
- •1.8 Расчёт и построение индикаторной диаграммы
- •1.8.1 Выбор масштаба и расположение характерных точек на диаграмме
- •1.8.2 Построение линии сжатия и линии расширения
- •1.9 Расчёт индикаторных показателей
- •1.9.1 Теоретическое среднее индикаторное давление
- •1.9.3 Рабочий объём одного цилиндра
- •1.9.4 Индикаторная мощность
- •1.9.5 Индикаторный коэффициент полезного действия (кпд)
- •1.9.6 Индикаторный удельный расход топлива
- •1.10 Расчёт эффективных показателей
- •1.10.1 Средняя скорость поршня
- •1.10.2 Давление механических потерь
- •1.10.3 Мощность механических потерь
- •1.10.4 Среднее эффективное давление
- •1.10.5 Механический кпд
- •1.10.6 Эффективная мощность
- •1.10.7 Эффективный кпд
- •1.10.8 Эффективный удельный расход топлива
- •2 Расчёт и построение характеристик двигателя
- •2.1 Расчёт и построение характеристики двигатели в функции от частоты вращения коленчатого вала
- •2.1.1 Определение максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу
- •2.1.2 Определение текущих значений эффективной мощности.
- •2.1.3 Определение текущих значений эффективного
- •2.1.4 Определение текущих значений эффективного удельного расхода топлива
- •2.1.5 Определение текущих значений часового расхода топлива
- •2.2 Построение характеристик в функции от эффективной мощности и крутящего момента двигателя
- •3 Тепловой баланс двигателя
- •4 Кинематический расчет кривошипно-шатунного механизма
- •4.1 Расчёт перемещения поршня
- •4.2 Расчёт скорости поршня
- •4.3 Расчёт ускорения поршня
- •5 Динамический расчет двигателя
- •5.1. Определение сил, действующих вдоль оси цилиндра на поршневой палец
1.3.7 Коэффициент наполнения
Коэффициент
наполнения
представляет
собой отношение действительного
количества свежего заряда, поступившего
в цилиндр в процессе впуска, к тому
количеству, которое могло бы поместиться
в рабочем объёме цилиндра Vh
при
условии, что температура и давление в
нём равны температуре и давлению среды,
из которой поступает свежий заряд (
и
-для
двигателей без наддува;
и
-
для
двигателей с наддувом).
(1,20)
Для
четырёхтактных двигателей значение
составляет
• для карбюраторных двигателей - от 0,75 до 0,85;
• для дизелей без наддува - от 0,8 до 0,9;
• для
дизелей с наддувом (при
0,2
МПа
и без промежуточного охлаждения
воздуха) - от 0,8 до 0,95
• для двухтактных дизелей с прямоточной продувкой - от 0,75 до 0,85
1.4 Расчёт сжатия
1.4.1 Показатель политропы сжатия
При
сжатии воздуха температура деталей
остаётся примерно неизменной. Воздух
в начале сжатия имеет температуру
меньшую, чем окружающие поверхности, а
затем его температура за счёт сжатия
становится выше температуры окружающих
деталей. Вследствие этого изменяется
направление теплопотока. Наличие
теплообмена определяет процесс
сжатия как
политропный:
,
с
переменным показателем
,
зависящим от характера теплообмена и
количества переданной теплоты.
С учётом реальных условий теплообмена в двигателе на показатель политропы будут влиять конструктивные параметры, режимы работы и условия эксплуатации двигателя.
Наибольшее влияние на оказывает частота вращения коленчатого вала п, так как сокращается время теплообмена и уменьшается утечка воздуха через зазоры поршневых колец.
При п
от
600 до 2500 мин
можно пользоваться ориентировочной
зависимостью:
(1,21)
где - показатель политропы сжатия;
п - частота вращения коленчатого вала, мин .
При увеличении диаметра цилиндра D с сохранением хода поршня S, показатель политропы увеличивается, т. к. уменьшается отношение площади поверхности цилиндра к объёму, и теплоотдача от воздуха понижается. Уменьшение S при сохранении D приводит к увеличению теплоотдачи, и - уменьшается.
Ориентировочные значения показателя политропы сжатия для современных автотракторных двигателей находятся в следующих пределах:
• для карбюраторных двигателей (при полном открытии дроссельной заслонки) -1,34...1,39;
• для дизелей без наддува - 1,36... 1,4;
• для дизелей с наддувом (при давлении наддува)
0,2
МПа
и без промежуточного охлаждения воздуха
после компрессора) -
1,35...
1,38.
1.4.2 Давление в конце сжатия
Расчёт
давления в конце сжатия
,
МПа, ведут по уравнению политропического
процесса:
(1.22)
Ориентировочные значения для современных автотракторных двигателей находятся в следующих пределах [2]
• для карбюраторных двигателей при полном открытии дроссельной заслонки - от 0,9 до 1,6 МПа;
• для дизелей без наддува - от 3,5 до 5,5 МПа;
• для дизелей с наддувом (при давлении наддува
0,2 МПа и без промежуточного охлаждения воздуха после компрессора) - от 6 до 8 МПа.
