Рабочий процессы, конструкция и основы расчета ЭУ и ТТО

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведённой работы был разработан четырехцилиндровый рядный бензиновый двигатель для легкового автомобиля, с рабочим объёмом 1,6 литра и номинальной мощностью 63 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.

...

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 2
1 Тепловой расчет 3
1.1 Подбор топлива 3
1.2 Параметры рабочего тела 3
1.3 Параметры окружающей среды и остаточные газы 5
1.4 Расчет действительных циклов работы двигателя 5
1.4.1 Процесс впуска 5
1.4.2 Процесс сжатия 8
1.4.3 Процесс сгорания 10
1.4.4 Процесс расширения и выпуска 12
1.5 Индикаторные параметры рабочего цикла 14
1.6 Эффективные показатели двигателя 15
1.7 Основные параметры цилиндра и двигателя 16
1.8 Построение индикаторной диаграммы 18
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 21
Список использованной литературы 21

ВВЕДЕНИЕ

Прогресс в автомобильной отрасли материального производства, дальнейшее увеличение грузо¬оборота автомобильного транспорта предусматриваем не только количественный рост автомо¬бильного парка, но и значительное улучшение использование имеющихся автомобилей.
В области развития и совершенствования автомобильных двигателей основными задачами является: расширение использования экономичных двигателей, для грузовых автомобилей, снижение стоимости их изготовления и эксплуатации. На принципиально новый уровень ставится задача по уменьшению токсичных выбросов двигателей в атмосферу, а также ставятся задачи по снижению уровня шума работы двигателей. Выполнение этих задач требует от специалистов, связанных с производством и эксплуатацией автомобильных двигателе, глубоких знаний теории, кон струкции и расчета автотракторных двигателей внутреннего сгорания.

1.4.2 Процесс сжатия
В период процесса сжатия в цилиндре двигателя повышаются температура и давление рабочего тела, что обеспечивает надежное воспламенение и эффективное сгорание топлива.
Изменение давления в процессе сжатия показано на рисунке 2. В реальных условиях сжатие происходит по сложному закону, практически не подчиняющемуся термодинамическим соотношениям, так как на изменение температуры и давления в этом процессе влияют кроме изменения теплоемкости рабочего тела в зависимости от температуры.
Изменения давления в процессе сжатия изображено на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 - Изменение давления в процессе сжатия
При работе бензинового двигателя на номинальном режиме значение показателя политропы сжатия в зависимости от найдём :
[1.18]
При и по номограмме рисунок 25 /1,с.48/ найдём значение .
.
Давление и температуру в конце сжатия определим из уравнений:
; [1.19]
; [1.20]
Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия:
а) воздуха
, [1.21]
где
б) остаточных газов
определяется по табл.7 /1, c.18/ методом интерполяции
в) рабочей смеси
; [1.22]
1.4.3 Процесс сгорания
Процесс сгорания – основной процесс рабочего цикла двигателя, в течение которого теплота, выделяющаяся вследствие сгорания топлива, идет на повышение внутренней энергии рабочего тела и на совершение механической работы. С целью упрощения термодинамических расчетов автомобильных и тракторных двигателей принимают, что процесс сгорания в двигателях с воспламенением от сжатия – при V=const и P=const, т.е. по циклу со смешанным подводом теплоты (прямые и на рисунке 1.3).
Рисунок 1.3 - Изменение давления в процессе сгорания в бензиновом двигателе
Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси в бензиновом двигателе, вычислим по формуле:
; [1.23]
Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси рассчитаем по формуле:
; [1.24]
Количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания топлива:
; [1.25]
.
Определим теплоту сгорания рабочей смеси:
; [1.26]
Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания
; [1.27]
Величина коэффициента использования теплоты уменьшается при снижении нагрузки и частоты вращения.
При n=5700 об/мин величина коэффициента использования теплоты ξZ=0,94.
Температура в конце видимого процесса сгорания:
; [1.28]
Максимальное давление сгорания теоретическое:
; [1.29]
Максимальное давление сгорания действительное:
; [1.30]
Пример изменения давления в процессе сгорания в карбюраторном двигателе показан на рис. 1.3.
Степень повышения давления:
; [1.31]
1.4.4 Процесс расширения и выпуска
В результате осуществления процесса расширения происходит преобразование тепловой энергии топлива в механическую работу.
Изменение давления в процессе расширения показано на рисунке 1.4(а).
Кривые схематически показывают действительное изменение давления в цилиндрах двигателя в процессе расширения. В реальных двигателях расширение протекает по сложному закону, зависящему от теплообмена между газами и окружающими стенками, величины подвода теплоты в результате догорания топлива и восстановления продуктов диссоциации, утечки газов через не плотности.
Условно считают, что процесс расширения в действительном цикле протекает по политропе с постоянным показателем политропы.
За период выпуска из цилиндра двигателя удаляются отработавшие газы.
Изменение давления в процессе выпуска в цилиндре двигателя без наддува показано на рисунке 1.4(б). В современных двигателях открытие выпускного клапана происходит за 56 град. до н.м.т.
Закрытие выпускного клапана происходит через 20 град. после в.м.т., что повышает качество очистки цилиндра за счет эжекционного свойства потока газа, выходящего из цилиндра с большой скоростью.
Средний показатель адиабаты расширения К2 определяется по номограмме (рис.29).
При ε=10,3; α=0,91; ТZ =2857.71 К К2=1,2557
Средний показатель политропы расширения n2 оценивается по величине среднего показателя адиабаты n2 =1,255.
Давление и температура в конце процесса расширения:
; [1.32]
.
; [1.33]
.
а) б)
Рисунок 1.4 - Изменение давления в процессе расширения (а) и в процессе выпуска (б) в бензиновом двигателе
Проверка ранее принятой температуры остаточных газов:
; [1.34]
1.5 Индикаторные параметры рабочего цикла
Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания характеризуется средним индикаторным давлением, индикаторной мощностью и индикаторным к.п.д.
Теоретическое среднее индикаторное давление:
; [1.35]
Определим среднее индикаторное давлениелим по формуле (95) /// //ы/0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000:
, [1.36]
где - коэффициент полноты диаграммы.
Определяем индикаторный К.П.Д.:
; [1.37]
Индикаторный удельный расход топлива равен:
; [1.38]

1.6 Эффективные показатели двигателя
Параметры, характеризующие работу двигателя, отличаются от индикаторных наличием необходимых затрат полезной работы на преодоление различных механических сопротивлений и на совершения процессов впуска и выпуска.
Потери на преодоление различных сопротивлений оценивают величиной мощности механических потерь или величиной работы, соответствующей мощности механических потерь, отнесенной к единице рабочего объема цилиндра.
При предварительном расчете мех. потери, характеризуемые средним давлением рм , приближенно можно определить по линейным зависимостям от средней скорости поршня .
Среднее давление механических потерь для карбюраторного двигателя с числом цилиндров 8 и отношением S/D<1:
; [1.39]
где - предварительно принятая средняя скорость поршня.
Среднее эффективное давление и механический К.П.Д. вычислим по формулам:
; [1.40]
; [1.41]
Определим эффективный К.П.Д. и эффективный удельный расход топлива:
; [1.42]
; [1.43]
1.7 Основные параметры цилиндра и двигателя
По эффективной мощности, частоте вращения коленчатого вала и эффективному давлению определяем литраж двигателя:
; [1.44]
Определим рабочий объем цилиндра: