Запроектировать двигатель по типу ВАЗ-2108

Оглавление
Исходные данные 3
Введение 4
1 Расчет и выбор основных характеристик 6
2 Тепловой расчет двигателя 8
2.1 Топливо 8
2.2 Параметры рабочего тела 8
2.3 Параметры окружающей среды и остаточных газов 10
2.4 Расчет параметров в конце процесса впуска 10
2.5 Процесс сжатия 12
2.6 Процесс сгорания 12
2.7 Процесс расширения 14
2.8 Индикаторные и эффективные параметры рабочего цикла, основные параметры цилиндра и двигателя 15
2.9 Тепловой баланс двигателя 20
3 Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма 22
3.1 Силы давления газов 23
3.2 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма 24
3.3 Силы инерции 25
3.4 Суммарные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме 26
3.5 Силы, действующие на шатунные шейки коленчатого вала 27
4 Расчет распределительного вала 31
5 Построение индикаторной диаграммы 33
5.1 Выбор масштаба и определение координат основных точек 33
5.2 Построение политроп сжатия и расширения аналитическим методом. 34
5.3 Скругление индикаторной диаграммы 35
6 Построение круговой диаграммы фаз газораспределения 38
7 Построение внешней скоростной характеристики 40
Заключение 44
Список использованных источников 45
Приложение 46

Построение кривых скоростной характеристики ведется в интервале:для карбюраторных двигателейот nemin= 400–1200 мин-1 до nemax=1,1–1,2nn,где nn – частота вращения коленчатого вала двигателя при номинальной мощности.Максимальная частота вращения коленчатого вала ограничивается по условиям качественного рабочего процесса, техническим напряжениям деталей, недопустимым увеличением инерционных усилий и т.д. минимальная – условиями устойчивой работы двигателя при полной нагрузке.Расчетные точки кривой эффективной мощности, выраженной в киловаттах, определяются по следующим эмпирическим зависимостям через каждые 500–1000мин-1:для карбюраторных двигателей:, (7.1)где Nexи nx – эффективная мощность и частота вращения расчетной характеристики;Nen и nn – номинальная эффективная мощность и частота вращения коленчатого вала двигателя при номинальной мощности.Значение эффективного крутящего момента двигателя Mexмогут быть определены по формуле, Н∙м:. (7.2)Значение среднего эффективного давления Pexможет быть определено по формуле, МПа:, (7.3)гдеVh - объем двигателя, л; τ – тактность двигателя.Значение средней скорости движения поршня определим из выражения: (7.4)где S – ход поршня, ммЗначения среднего давления механических потерь, определим по формуле: (7.5)Точки кривой среднего индикаторного давления , МПа, определяются по формуле:, (7.6) где PMx – среднее давление механических потерь двигателя, определяемое по уравнениям, приведенным выше, в зависимости от типа и конструкции двигателя для данного скоростного режима работы.Расчетные точки индикаторного крутящего момента могут быть определены по кривой Pixили из выражения, Н∙м:. (7.7)Удельный эффективный расход топлива gex, г/кВт∙ч:для карбюраторных двигателей; (7.8)где genиgex – удельный эффективный расход топлива соответственно при номинальной мощности и в расчетной точке характеристики.Часовой расход топлива GTx, кг/ч:. (7.9) Зададимся законом изменения коэффициента избытка воздуха и определим его значение в расчетных точках характеристики: (7.10)При выбранном законе изменения α коэффициент наполнения. (7.11)По скоростной характеристике определяется также коэффициент приспособляемости двигателя K, представляющий собой отношение:. (7.12)К =137,29/109,91= 1,25Этот коэффициент служит для оценки приспособляемости двигателя к изменению внешней нагрузки и характеризует способность двигателя преодолевать кратковременные перегрузки.Расчетные значения величины К находятся в пределах:для карбюраторных двигателейК = 1,25–1,35;для дизелейК =1,05–1,25.Данные расчета параметров внешней скоростной характеристики заносят в таблицу 7.1, по которым строят графики внешней скоростной характеристики двигателя (см. приложение).Таблица 7.1 - Параметры скоростной внешней характеристикиnex, Параметры внешней скоростной характеристикимин-1Nex,Mex ,Pex ,Vnср,Pмx,Pix,Mix,gex,GTx,αxK кВтН∙мМПам/сМПаМПаН∙мг/кВт∙чкг/ч5006,22118,780,7620,00120,0890,851132,67339,162,1080,9991,011100013,18125,930,8070,00240,0890,896139,82318,024,1921,0531,057150020,62131,350,8420,00360,0890,931145,24300,676,2001,1061,031200028,27135,050,8660,00480,0890,955148,95287,128,1171,1601,012250035,86137,030,8790,00600,0890,968150,93277,389,9461,2140,986300043,11137,290,8800,00720,0890,969151,19271,4411,7011,2680,962350049,76135,820,8710,00840,0890,960149,73269,3013,4001,3210,941400055,53132,640,8500,00960,0890,940146,55270,9615,0471,3750,919450060,16127,730,8190,01080,0890,908141,64276,4316,6311,4290,891500063,38121,110,7760,01200,0890,866135,01285,7018,1071,4830,85550064,91112,760,7230,01320,0890,812126,67298,7719,3931,5360,788565065,00109,910,7050,01360,0890,705109,91303,4319,7231,552 0,699600064,49102,680,6580,01440,0890,658102,68315,6420,3541,5900,611650061,8490,890,5830,01560,0890,58390,89336,3120,7961,6440,533ЗаключениеВ результате проведённой работы был разработан шестицилиндровый рядный бензиновый двигатель для легкового автомобиля ВАЗ-2108 массой 1325 кг, с рабочим объёмом 1,5 литра и номинальной мощностью 65 кВт.В ходе решения поставленных задач, была основана методика расчета и выбора двигателя внутреннего сгорания, получены навыки проектирования, позволяющие обеспечить необходимый технический уровень, надёжность и долгий срок службы двигателя.Опыт и навыки, полученные в ходе выполнения курсового проекта, будут востребованы при выполнении как курсовых проектов по специальным дисциплинам, так и при выполнении дипломного проекта. Список использованных источников1. Колчин А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: учеб. пособие для вузов / А.И. Колчин, В.П. Демидов. - 3-е издание., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2002. - 496 с.2. Автомобильные двигатели / Под ред. М.С. Ховаха. - М.: Машиностроение, 1977. - 579с.3. Артомонов М.Д. Основы теории и конструирования автомобильных двигателей / М.Д. Артомонов, М.М. Горин, Г.А. Скворцов. - М.: Высш. шк., 1976. - 132 с.4. Рожанский В.А. Тепловой и динамический расчет автотракторных двигателей / В.А. Рожанский, А.Н. Сарапин, Б.Е. Железко. - Минск: Высш. шк., 1984. - 265 с.5. Игнатов А.П. ВАЗ-2108. Руководство по ремонту. Эксплуатация и техническое обслуживание. – М.: Третий Рим, 1999.ПриложениеРасчет карбюраторного четырехцилиндрового двигателяВведите отношение радиуса кривошипа к длине шатуна. lambda =0,250Введите радиус кривошпа.R, мм. =42,3Введите угловую скорость коленчатого вала. Omega , 1/c =628Введите давление в конце впуска. Pa, Mpa =0,080Введите давл. в конце сгорания. P z, Mpa =7,351Введите давление в конце выпуска. Pr, Mpa =0,110Введите степень сжатия. Epsilon =9,9Введите показатель политропы сжатия. N1 =1,383Введите показатель политропы расширения. N2 =1,232Введите степень предварительного расширения. Ro =1,000Введите давление окружающей среды. Po, Mpa =0,100Введите площадь поршня. Fп, кв.мм. =4534Введите массы, совершающие возвратно-поступательное движение.Mj, Kg =0,971Введите число цилиндров.I =6Введитие среднее значение сумарногоиндикаторного крутящего момента.( Mi)ср, Н*м =182Введите массу шатуна.Мш, kg =0,926Таблица удельных сил N,S,T в (Мра)fi,градfi,radSxp гpinpсумpnpspt00,00000,00,010-3,391-3,3810,000-3,3810,000300,52367,0-0,020-2,688-2,708-0,341-2,729-1,650601,047225,1-0,020-1,017-1,037-0,230-1,062-1,013901,570847,6-0,0200,6780,6580,1700,6790,6581202,094467,4-0,0201,6951,6750,3721,7151,2651502,618080,3-0,0202,0101,9900,2512,0060,7781803,141684,6-0,0202,0342,0140,0002,0140,0002103,665280,3-0,0152,0101,995-0,2512,011-0,7802404,188867,40,0061,6951,701-0,3771,742-1,2842704,712447,60,0590,6780,737-0,1900,761-0,7373005,236025,10,215-1,017-0,8020,178-0,8210,7833305,75967,00,762-2,688-1,9260,243-1,9411,1733606,28320,02,149-3,391-1,2420,000-1,2420,0003756,54501,85,892-3,2072,6850,1742,6900,8633906,80687,03,716-2,6881,0280,1301,0360,6264207,330425,11,457-1,0170,4400,0980,4500,4304507,854047,60,7460,6781,4240,3681,4701,4244808,377667,40,4871,6952,1820,4842,2351,6485108,901280,30,3862,0102,3960,3022,4150,9375409,424884,60,1692,0342,2040,0002,2040,0005709,948480,30,0102,0102,020-0,2542,036-0,79060010,472067,40,0101,6951,705-0,3781,746-1,28863010,995647,60,0100,6780,688-0,1780,710-0,68866011,519225,10,010-1,017-1,0070,223-1,0310,98469012,04287,00,010-2,688-2,6780,337-2,6991,63172012,56640,00,010-3,391-3,3810,000-3,3810,000Таблица удельных силК,Rш.ш. в (Мра)fi,градfi,radp крRш.ш.Sx,ммVп,м/сJп,м/c*c00,000-3,380543,38054360,0000,00020853300,524-2,174682,72950015,69816,15816533601,047-0,319391,06236121,24425,8816256901,571-0,169920,679691942,42526,564-41711202,094-1,159381,715972963,54420,130-104271502,618-1,848732,005715178,96410,407-123621803,142-2,014332,014326984,6000,000-125122103,665-1,853732,01113578,964-10,407-123622404,189-1,177081,742165663,544-20,130-104272704,712-0,190320,761269642,425-26,564-41713005,236-0,246930,821331921,244-25,88162563305,760-1,546501,94104635,698-16,158165333606,283-1,241511,24150870,0000,000208533756,5452,548262,69043411,4508,536197263906,8070,825721,0363815,69816,158165334207,3300,135420,450435421,24425,88162564507,854-0,367631,470532542,42526,564-41714808,378-1,510362,235452163,54420,130-104275108,901-2,225862,414860878,96410,407-123625409,425-2,203612,203608984,6000,000-125125709,948-1,876602,035952378,964-10,407-1236260010,472-1,180141,746701863,544-20,130-1042763010,996-0,177670,710675742,425-26,564-417166011,519-0,310151,031632121,244-25,881625669012,043-2,150592,69926295,698-16,1581653372012,566-3,380543,38054360,0000,00020853Значения суммарного крутящего моментаfi,градM i, Н*мПроверка расчета00,000М ср. сум. =174,76Н*M5-160,32810-316,148Погрешность = 3,98Проц.15-245,10520-377,257Расчет верный25-519,432830-654,972835-769,430040-852,462545-897,955050-903,388155-869,029060-797,182965-691,569570-556,83375-398,17280-221,07785-31,16790165,90395364,476100558,890105743,481110912,6001151060,6731201182,3301251272,5851301327,0931351342,4561401316,5751451249,0371501141,492155997,959160824,880165630,622170424,091175212,5721800,000Внешние характеристики двигателя.