- •Оглавление
- •Введение
- •Расчет мощностей и числа оборотов проектируемого двигателя
- •2.1 Расчет параметров и термодинамических характеристик влажного атмосферного воздуха.
- •2.2. Расчет свойств топлива
- •2.2.1 Теплота сгорания
- •2.2.2 Параметры рабочего тела
- •2.3 Параметры окружающей среды и остаточные газы
- •2.4 Процесс впуска
- •2.5 Процесс сжатия
- •2.6 Процесс сгорания
- •2.7 Процессы расширения и выпуска
- •2.8 Индикаторные параметры рабочего цикла
- •2.9 Эффективные показатели двигателя
- •2.10 Основные параметры цилиндра и двигателя
- •2.11 Построение индикаторной диаграммы
- •2.12 Тепловой баланс
- •3. Расчёт систем двигателя
- •3.1 Расчет элементов системы охлаждения
- •Список использованных источников
Расчет мощностей и числа оборотов проектируемого двигателя
Определение номинальной мощности и числа оборотов проектируемого двигателя. Определение мощности двигателя для проектируемого автомобиля производится из условия его движения на прямой передаче с максимальной скоростью Vmaxна ровном горизонтальном участке асфальтобетонного шоссе.
Мощность двигателя, соответствующая максимальной скорости автомобиля:
Nv = g (Ga fv Vmax + kF V3max) / Ƞ , (1.1)
где Ƞ = 0,8 - КПД трансмиссии автомобиля;
Ga= 2620 – полный вес автомобиля, кг;
fv = 0,021 – коэффициент сопротивления качению;
kF= 0,2 – фактор обтекаемости автомобиля, кг•с2/ м2;
Vmax=26– максимальная скорость автомобиля, м/с.
g=9,81– ускорение свободного падения, м/с2
Nv= 9,81(26200,02126+0,2263) / 0,8 = 60645 Вт = 82 л.с.
Максимальная мощность двигателя:
Ne max = Nv / [(nv / nN) + (nv / nN)2 - (nv / nN)3] , (1.2)
где (nv/nN) = 1,2 – отношение оборотов коленчатого вала двигателя приVmaxавтомобиля к числу оборотов приNe max.
Ne max = 82/ [1,2 + 1,22 - 1,23] = 90 л.с.
Число оборотов коленчатого вала двигателя, соответствующееVmax :
nv = Vmax ik io / (0,377 rk), (1.3)
где ik= 1 – передаточное отношение коробки передач на прямой передаче;
io=5,125– передаточное отношение главной передачи;
rk– кинематический радиус колеса (радиус качения),rk= λrc, (1.4)
где λ – коэффициент радиальной деформации шины, λ = 0,95;
rc=0,38 – статистический радиус колеса, м.
5
nv= 2615,125 / (0,377(0,950,38)) = 982 с-1
2. Тепловой расчет
Тепловой расчет позволяет с достаточной степенью точности аналитическим путем определить основные параметры вновь проектируемого двигателя, а также проверить степень совершенства действительного цикла реально работающего двигателя.
Основные данные для расчета:
- количество цилиндров двигателя i= 4.
- диаметр цилиндра d= 9,2см.
- ход поршня S= 9,2 см.
- частота вращения = 4500 об/мин.
- среднее эффективное давление Pme= кПа.
- топливо – бензин
- температура атмосферного воздуха Ta= 295 К.
- атмосферное давление Pa= 104 кПа.
- относительная влажность воздуха φа= 40%
2.1 Расчет параметров и термодинамических характеристик влажного атмосферного воздуха.
Определяем давление насыщенных водяных паров при температуре атмосферного воздуха:
Psw= 107,97465-2227,3/Ta(2.1)
Psw= 107,97465-2227,3/295= 2,66 кПа
Парциальное давление водяных паров в атмосферном воздухе:
; (2.2)
6
Влагосодержание атмосферного воздуха:
, (2.3)
Молярная масса атмосферного воздуха:
ϻairw= 28,97 – 10,94, (2.4)
ϻairw= 28,97 – 10,94= 28,86 кг/моль.
Удельная газовая постоянная атмосферного воздуха:
Rairw=, (2.5)
Rairw== 0,288 кДж/(кгК).
Массовая доля водяных паров в атмосферном воздухе:
gw=, (2.6)
gw== 0,00635
Объемная доля водяных паров в атмосферном воздухе:
rwa=, (2.7)
rwa==0,0102
7
Для выполнения теплового расчета необходимо иметь уравнения зависимости температуры от следующих:
-удельной истинной изохорной теплоемкости сухого атмосферного воздуха
cvairw = a0 + a1 T – a2 T2 , кДж/(кгК). (2.8)
-удельной внутренней энергии сухого воздуха
uairw=b0+b1T–b2T2, кДж/кг. (2.9)
-удельной энтальпии сухого воздуха
hairw=b0+ (b1+Rairw)T–b2T2, кДж/кг (2.10)
Находим коэффициенты в уравнении удельной теплоемкости:
a0 = 0,616719 (1 – gw) + 1,159452 gw , (2.11)
a0 = 0,616719 (1 – 0,00635) + 1,159452 0,00636=0,62 (2.12)
a1 = [0,29411137 (1 – gw) + 0,703105 gw] 10-3 , (2.13)
a1= [0,29411137(1 – 0,00635) + 0,7031050,00635]10-3= (2.14)
= 0,29710-3
a2= [0,5966074(1 –gw) + 0,3076312gw]10-7, (2.15)
a2= [0,5966074(1 – 0,00635) + 0,30763120,00635]10-7= (2.16)
= 0,595 10-7
Находим коэффициенты в уравнении удельной внутренней энергии:
b0 = 3,888 (1 – gw) + 35,3 gw , (2.17)
b0 = 3,888 (1 – 0,00635) + 35,3 0,00635= 4,087
b1 = 0,667917 (1 – gw) + 1,169352 gw , (2.18)
b1= 0,667917(1 – 0,00635) + 1,1693520,00635= 0,67
b2= [0,878223(1 –gw) + 3,287gw]10-4, (2.19)
b2= [0,878223(1 – 0,00635) + 3,2870,00635]10-4=
= 0,884 10-4.
8