- •Рекомендації для виконання лабораторних робіт
- •Правила особистої безпеки студента при виконанні лабораторних робіт
- •Перелік тем лабораторних робіт по розділу "Основи теорії та розрахунку трактора і автомобіля"
- •Лабораторна робота № 1 визначення необхідної потужності двигуна та маси проектованої машини
- •1.1. Короткі відомості з теорії трактора та автомобіля
- •1.2. Знаходження маси проектованої машини
- •1.3. Коефіцієнт корисної дії трансмісії
- •1.4. Урахування опору повітря
- •1.5. Потужність двигуна
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота №2 побудова за експериментальними або аналітичними даними зовнішньої швидкісної та регуляторної характеристик двз
- •Коефіцієнти апроксимуючого рівняння швидкісної характеристики
- •Результати розрахунку зовнішньої швидкісної характеристики двигуна
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота №3 визначення основних параметрів трансмісії машини
- •3.1. Розрахунок основних параметрів трансмісії трактора
- •3.1.1. Кінематичні параметри рушія колісного трактора
- •3.1.2. Кінематичні параметри рушія гусеничного трактора
- •3.2. Визначення основних параметрів трансмісії автомобіля
- •3.2.1. Вибір шин для автомобіля
- •3.3. Передаточні числа автомобільної коробки передач на проміжних передачах
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота №4 тяговий розрахунок трактора
- •4.1. Потенціальна тягова характеристика трактора
- •4.2. Теоретична тягова характеристика трактора
- •Аналіз теоретичної тягової характеристики
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота №5 тяговий розрахунок автомобіля
- •5.1. Розрахунок та аналіз тягово-динамічних якостей автомобіля
- •5.1.1.Розрахунок тягової характеристики автомобіля
- •5.1.2. Силовий баланс та баланс потужності автомобіля
- •5.2. Динамічна характеристика автомобіля
- •5.3. Універсальна динамічна характеристика автомобіля
- •Побудова універсальної динамічної характеристики
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота №6 тягові випробування тракторів, побудова та аналіз експериментальної тягової характеристики
- •6.1. Методика проведення тягових випробувань трактора
- •6.2. Умови випробувань
- •6.3. Методика обробки результатів випробувань
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 7 дорожні випробування автомобіля
- •7.1. Методика проведення тягових випробувань автомобіля
- •7.2. Визначення динамічних якостей автомобіля
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 8 визначення основних параметрів трактора
- •Параметри рівноваги трактора
- •Контрольні питання
- •Література
- •Додатки
- •Робочий протокол проведення тягових випробовувань трактора т-25а
- •1199 Cls:print " вторая часть расчетной работы - расчет трактора (автомобиля)"
- •1200 'Подпрограмма проверки данных первого раздела
- •1300 ' Pасчет регуляторной характеристики
- •1302 Next y
- •1304 Next y
- •1400 Print " Введите принятые Вами коэффициенты и параметры: "
- •1403 Print #4, using "& ###.##&";" Нагрузка на шину - ";nsch;"кН"
- •1410 Data 170,170,170,170,170,171,203,203
- •1414 Next j:color 7,0
- •1415 Data "т-70с","т-74","дт-75м","дт-175","т-150","т-4а","т-100","т-130"
- •1440 'Расчет Автомобиля
- •1441 Gosub 2080 'Редактирование
- •1450 Gosub 142
- •1451 Gosub 2080 'Редактирование кпд
- •1491 If eof(1) then 1494
- •Input #1, param(I,j)
- •1530 'Тяговый расчет автомобиля
- •1600 'Теоретическая тяговая хар-ка трактора и экономическая хар-ка автомобиля
- •1602 Color 7,0
- •1630 'Расчет автомобиля
- •1632 Color 7,0
- •1682 'I - передача!
- •1700 'Общие между модулями подпрограммы расчета 2 части кр
- •1722 'Расчет хар-ки автомобиля. I - передача!
- •2082 Incr I
- •2085 Next g
- •2090 Locate 5,10:print " Приняты к расчету: "
- •2092 Next I
- •2093 Next I
- •2096 Next I
- •Розділ 1. Визначення необхідної потужності та вибір прототипу двигуна.
- •Розділ 2. Тепловий розрахунок двигуна
- •Розділ 3. Розрахунок показників циклу, розмірів та параметрів двигуна Індикаторні показники
- •Ефективні показники
- •Розміри двигуна
- •Параметри двигуна з прийнятими розмірами
- •Розділ 5. Розрахунок і побудова швидкісної характеристики двигуна
- •«Трактори та автомобілі. Практикум»
Розділ 2. Тепловий розрахунок двигуна
Розрахунок ведемо в порядку здійснення процесів робочого циклу: впуск, стискування, згоряння, розширення та випуск відпрацьованих газів (ВГ).
Процес впуску
У двигунах без наддуву Параметри заряду перед впускними органами двигуна – тиск Рк і температура Тк на впуску: Рк = Ро = _______ МПа; та Тк = То = _______ °К. |
У двигунах з наддувом Ступінь підвищення тиску у компресорі приймаємо λк = ________. Показник політропи стиску компресора приймаємо nк = ________. Параметри заряду перед впускними органами двигуна – тиск Рк і температура Тк на впуску: Рк = λк∙Р0 = ___________________ = _______ МПа;
Тк = Т0∙λк(nк-1)/nк = ______________________ =_______ °К. |
Густина повітря на впуску ρк:
, = ______________ = ________кг/м3
де Rв = 287 Дж/(кг∙град) – питома газова стала повітря.
Параметри відпрацьованих газів
Приймаємо: тиск ВГ Рr :
Рr = ________ МПа,
температуру ВГ Тr:
Тr = _______ ˚К.
Тиск в кінці впуску Ра:
Ра = Рк – ∆Ра = ______________ = _______ МПа,
де ∆Ра = ______ МПа – втрати тиску на впуску.
Приймаємо підігрів заряду на впуску ∆Т:
∆Т = _________˚К.
Розраховуємо коефіцієнт залишкових газів γr,
= ----------------------- = ___________.
де ε – ступінь стиску двигуна згідно з вихідними даними.
Визначаємо температуру в кінці впуску Та
= ------------------------- = ________ ˚К.
Обчислюємо коефіцієнт наповнення ηv
= ---------------------------- = _________.
Процес стиску
Показник політропи стиску визначаємо за формулою Петрова:
n1 = 1,41 – 100/n = _________________ = _______,
де nl – показник політропи стиску;
n – частота обертання колінчастого валу двигуна у об/хв.
Тиск в кінці стискування Рс:
Рс = Ра·εn1 = __________ = ______ МПа.
Температура в кінці стискування Тс:
Тс = Та∙ε(n1-1) = _____________ = ________˚К.
Процес горіння
Теоретично необхідна кількість повітря Lо для згоряння одного кілограма палива з складом С, Н, О (згідно з прийнятими вихідними даними):
= ( ____/12 + ____/4 + ___/32)/0,21 = _____ кмоль/кг
де 0,21 – вміст кисню в повітрі по об'єму.
Фактично необхідна кількість повітря Lод для згоряння одного кілограма палива:
Lод = α∙Lo = _________ = _______ кмоль/кг,
де α – прийнятий коефіцієнт надлишку повітря.
Кількість паливно-повітряної суміші Мl, що одержують з 1кг палива:
М1 = α∙L0 + 1/ μт = _____________ = ________ кмоль/кг,
де μт – молекулярна маса палива, кг/кмоль.
Кількість М2 продуктів згоряння:
при α > 1 |
= _________________ = ______ кмоль/кг. |
при α < 1 |
= ___________________ = _____ кмоль/кг |
Хімічний коефіцієнт молекулярної зміни β0:
β0 = М2/М1 = ______/_______ = _______.
Дійсний коефіцієнт молекулярної зміни β:
β = (β0 + γr)/(1 + γr) = (____+____)/( 1 + ___) = ______.
Рівняння процесу згоряння має вигляд:
ВИБРАТИ! |
для карбюраторних двигунів при α ≥ 1 |
|
для карбюраторних двигунів при α < 1 |
|
для дизелів |
|
де μСvz і μСрz – мольні теплоємності продуктів згоряння при постійному об'ємі і постійному тиску, відповідно, у кДж/(кмоль∙град)
μСvc – мольна теплоємність суміші газів в кінці стиску, кДж/(кмоль∙град);
λ = Рz/Рc – ступінь підвищення тиску в процесі згоряння; Для дизеля! приймаємо λ =__________;
Тz і Pz – температура (˚К) і тиск (МПа) в кінці згоряння;
Qн – нижча теплота згоряння палива у кДж/кг;
ζ – коефіцієнт використання тепла, приймаємо ______; (див. вст. 5)
∆Qн – втрати частини теплоти через хімічну неповноту згоряння при α < 1.
Мольна теплоємність суміші газів у кінці стискування:
μСvс = 20,16 + 1,74·10-3·Тс = _______________ кДж/(кмоль·град)
Мольна теплоємність продуктів згоряння:
ВИБРАТИ! |
для карбюраторних двигунів |
μСvz = (18,4 + 2,6·α) + (15,5 + 1З,8·α)·10-4·Тz = ___А___+___В___10-4·Тz |
для дизелів |
μСpz = 8,314 + (20,2 + 0,92/α) + (15,5 + 1З,8/α)·10-4·Тz = = ___А___+___В___10-4·Тz |
Після підстановки даних і вирішення рівняння згоряння відносно Тz одержуємо температуру в кінці згоряння:
Тz = ___________ ˚К.
Для карбюраторних двигунів |
|
Тиск у кінці згоряння Рz: Рz = Pc·β·Тz /Тс = __________________ = ____ МПа. Дійсне значення тиску в кінці згоряння : = 0,85·Рz = ____ МПа. Ступінь підвищення тиску λ: λ = Рz/Pс = ____________.
|
Процес розширення
Для дизелів |
|
Ступінь попереднього розширення ρ: ρ = Vρ/Vс = (β·Тz)/(λ·Тс) = (_______)/(______) = _____. (для карбюраторного двигуна ступінь попереднього розширення ρ = 1) Ступінь остаточного розширення δ: δ = ε/ρ = ____/____ = _______. (ступінь остаточного розширення для карбюраторного двигуна δ = ε/ρ = ε) |
Показник політропи розширення n2
n2 = 1,22 + 130/n = ____________ = ________.
дизельний |
карбюраторний |
Тиск в кінці розширення, МПа - Рb : |
|
Pb = Pz/δn2 __________ = _________ МПа |
Pb = Pz/εn2 __________ = _________ МПа |
Температура в кінці розширення, ˚К - Тb : |
|
Tb = Tz/δ(n2 -1) __________ = _________˚К |
Tb = Tz/ε(n2 -1) __________ = _________˚К |
Процес випуску
Розраховуємо температуру ВГ:
= ------------------- = ______ ˚К
Проводимо порівняння розрахункової температури з прийнятою на початку розрахунку
∆ = |( – Тr)/ | = (____–_____)/_____ =
Будуємо індикаторну діаграму в координатах р-V (рис. 1).
По осі абсцис відкладаємо об'єм циліндра над поршнем, який може змінюватися у межах від Vс до Vа. За одиницю виміру вибираємо значення Vс = ____ мм.
Вибираємо масштаб тиску 0,04 МПа/мм і по осі ординат наносимо шкалу тиску у МПа.
Після побудови шкал наносимо характерні точки індикаторної діаграми.
Для дизеля:
r(Vс,Рг), а(Vа,Ра), с(Vс,Рс), z'(Vc,Рz), z(Vρ,Рz) і b(Vа,Рb).
Для карбюраторного двигуна:
r(Vc,Рг), а(Va,Pa), с(Vc,Рc), z(Vc,Pz ), z'(Vc,Р'z) і b(Va,Рb)
Для побудови політроп обчислюємо координати проміжних точок, які заносимо до таблиці 1:
Таблиця 1
Розрахунок проміжних точок політроп стиску і розширення
№№ пп |
Координата Vx точки по осі абсцис, мм |
Величина тиску, МПа |
|
Стиск |
Розширення |
||
1 |
|
|
|
Побудовані точки з'єднуємо тонкими лініями, зображаючи процеси впуску, випуску та згоряння. Після побудови політроп виконуємо скруглення індикаторної діаграми в характерних точках.
Рис. 2. Індикаторна діаграма в координатах Р-V
Площа між політропами стиску і розширення (заштрихована) пропорційна роботі, виконаній робочим тілом за один цикл. Відношення цієї роботи до робочого об’єму циліндра називають середнім індикаторним тиском.