- •Введение
- •Определение основных параметров двигателя
- •Основные параметры современных автотракторных двигателей
- •1.1. Выбор отношения радиуса кривошипа к длине шатуна .
- •1.2. Выбор размеров и числа цилиндров
- •1.3. Выбор коэффициента избытка воздуха и степени сжатия
- •1.4. Обоснование необходимости наддува дизельного двигателя и определение его давления
- •2. Определение параметров рабочего цикла карбюраторного двигателя
- •2.1. Параметры рабочего тела
- •2.2. Параметры окружающей среды и остаточных газов
- •2.3. Определение параметров рабочего цикла
- •2.3.1. Процесс впуска
- •2.3.2. Процесс сжатия
- •2.3.3. Процесс сгорания
- •2.3.4. Процесс расширения
- •2.4. Определение основных размеров двигателя, показателей топливной экономичности и кпд
- •2.5. Построение и анализ индикаторной диаграммы
- •2.6. Анализ результатов теплового расчета
- •Результаты теплового расчета
- •3. Построение теоретических характеристик двигателя
- •3.1.Теоретическая скоростная характеристика двигателя с искровым зажиганием
- •4. Динамический расчёт двигателя
- •4.1. Определение сил, действующих на поршень и поршневой палец
- •Результаты динамического расчёта
- •4.2. Определение сил, действующих на шатунную шейку коленчатого вала
- •4.3. Построение графика тангенциальной силы
- •Расчет суммарной тангенциальной силы
- •5. Техническая характеристика двигателя
- •Заключение
- •Литература
1.1. Выбор отношения радиуса кривошипа к длине шатуна .
Для современных автотракторных двигателей составляет в пределах от 0,21 до 0,30. Принимаем соотношение радиуса кривошипа к длине шатуна равное 0,23. Выбираем это значение в сторону уменьшения, т. к. с увеличением повышается вероятность задевания шатуна за нижнюю кромку цилиндра. Это ведёт за собой дополнительные нагрузки: увеличивается давление на стенку цилиндра, повышаются потери мощности на трение, тем самым ускоряется изнашивание цилиндров и поршней; силы инерции второго порядка возрастают, что способствует изнашиванию деталей двигателя; уменьшается габаритная высота, масса шатуна и двигателя.
1.2. Выбор размеров и числа цилиндров
Диапазон возможного изменения диаметра цилиндра можно определить, используя зависимость D=f(пн ) для существующих моделей двигателей. Точки на графиках соответствуют реальным двигателям, степень концентрации точек указывает предпочтительность выбора размеров цилиндра по заданной частоте вращения.
При известных типах двигателя и частоте вращения можно определить диапазон предпочтительного диаметра цилиндра. На графике видно, что диапазон возможного диаметра цилиндра 90…115, при частоте вращения коленчатого вала . Принимаем предварительное значение D=100мм. по соотношению =1, определяем ход поршня S (расстояние по оси цилиндра между мёртвыми точками) и ориентировочно среднюю скорость поршня.
S=D,м
S =0,1 1=0,1 м
Среднюю скорость поршня определяем по формуле:
Следует помнить, что Мп является показателем тепловой напряжённости и динамической нагруженности деталей двигателя и существенное её повышение (выше значений, указанных в табл. 1.1.) нежелательно.
Исходя из таблицы 1.1. наиболее близкое значение , которое находится в интервале . Значит ;
По заданным номинальной мощности частоте вращения коленчатого вала , оцененным размером цилиндра определяем число. Следует учитывать, что число цилиндров в свою очередь, определяется уровнем форсирования двигателя по мощности, т. е. литровой мощностью.
Для определения литровой мощности по известному диаметру цилиндра целесообразно использовать график .
Выбираем из таблицы 1.1. пределы литровой мощности .
Устанавливаем цилиндровую мощность: , где -
рабочий объём цилиндра. Рабочий объём цилиндра, это объём цилиндра, освобождаемый поршнем при перемещении от в.м.т. к н.м.т.
Значение S и D принимаем в дм.
Требуемое число цилиндров определяем по формуле:
Полученное значение округляем до целого числа, однако желательно исключить значения =5,7,9…и т.д. Принимаем .
После определения числа цилиндров необходимо уточнить значение литровой мощности по формуле:
1.3. Выбор коэффициента избытка воздуха и степени сжатия
Коэффициент избытка воздуха определяет состав горючей смеси. Его значение зависит от типа смесеобразования, условий воспламенения и сгорания топлива, а также от режима работы двигателя. Для номинального режима работы карбюраторных бензиновых двигателей Выберем .
В двигателях с воспламенением от электрической искры степень сжатия ограничивается по условию предупреждения явления детонации и выбор ее зависит от антидетонационных свойств применяемого топлива. Выберем .
Необходимо иметь в виду, что повышение степени сжатия увеличивает термический КПД рабочего цикла двигателя и, как следствие – улучшает экономичность, однако одновременно с увеличением необходимо применять более дорогое топливо с большим октановым числом.