- •Курсовая работа
- •Содержание
- •1. Тепловой расчет бензинового двигателя ваз-2103.
- •1.1 Параметры окружающей среды и рабочего тела
- •1.2 Параметры впуска
- •1.3 Процесс сжатия
- •1.4 Процесс сгорания
- •1.5 Процесс расширения
- •1.6 Среднее давление газов в цилиндре
- •1.7 Коэффициент полезного действия двигателя
- •1.8 Эксплуатационные показатели двигателя
- •1.9 Построение индикаторной диаграммы
- •2.Динамический расчет проектируемого двигателя
- •2.1 Параметры поршневой группы
- •2.2 Перемещение поршня
- •2.3 Скорость поршня
- •2.4 Ускорение поршня
- •2.5 Силы инерции поршневой группы (силы инерции от возвратно-поступательно движущихся масс)
- •2.6 Суммарная сила, действующая на поршень
- •3.7 Силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме
- •3.8 Крутящий момент двигателя
1.2 Параметры впуска
Давление воздуха в цилиндре в конце впуска, ра, МПа:
где ηv – коэффициент наполнения цилиндра свежим воздухом; ε – степень сжатия; T '0 = T0 +Δt – температура свежего заряда на впуске (до впускного клапана), К; Δt – подогрев свежего заряда во впускном трубопроводе, градусов; pr – давление остаточных газов в цилиндре в конце такта выпуска, МПа.
T '0 = 293+17 = 310К
Коэффициент остаточных газов, γ : где Тr - температура остаточных газов в цилиндре в конце выпуска, К.
Температура воздуха в цилиндре в конце впуска, Та, К:
1.3 Процесс сжатия
Давление в конце сжатия, рс, МПа: где n1 – показатель политропы сжатия.
Температура в конце сжатия, Тс, К:
1.4 Процесс сгорания
Количество молей остаточных газов, Мr, кмоль:
Общее количество рабочей смеси (свежий воздух плюс остаточные газы) в конце сжатия до начала сгорания, Мс, кмоль:
Количество продуктов сгорания (без остаточных газов) М 2, кмоль:
Общее количество молей после сгорания, Мz, кмоль:
Коэффициент молекулярного изменения, μ:
Потери тепла при неполном сгорании богатой смеси ΔQн, кДж/кг:
Средняя молярная теплоёмкость воздуха в конце такта сжатия перед началом горения Сvc, кДж/кмоль·град:
Средняя молярная теплоемкость газов после сгорания Сvz кДж/кмоль·град;
Максимальная температура сгорания, Тz, К:
Решаем это уравнение как полное квадратное уравнение типа:
отсюда:
Из двух корней выбираем один с реальным ответом (положительный), величина Tz в пределах 2200-2900 К.
Расчетное максимальное давление сгорания' рzp, МПа:
Действительное максимальное давление сгорания рzМПа :
Степень повышения давления в камере сгорания λ :
1.5 Процесс расширения
Давление газов в нижней мёртвой точке в конце расширения, рв, МПа:
где n2 – показатель политропы расширения.
Температура газов в нижней мёртвой точке в конце расширения, Тв, К :
1.6 Среднее давление газов в цилиндре
Среднее расчётное индикаторное давление газов внутри цилиндра по нескруглённой индикаторной диаграмме, рi расч , МПа:
Действительное среднее индикаторное давление газов внутри цилиндра по скруглённой индикаторной диаграмме, рi , МПа:
где φ – коэффициент скругления индикаторной диаграммы, учитывающий окончание сгорания в начале такта расширения и потери давления при предварительном открытии выпускного клапана.
Среднее эффективное давление, ре , МПа :
где ηm – механический кпд двигателя.
Среднее давление механических потерь, рm , МПа:
1.7 Коэффициент полезного действия двигателя
Индикаторный КПД двигателя, ηi:
где QН – низшая теплота сгорания,
QН = 43.93 МДж/кг; ρ0 = р0·106 /Rв·Т0 – плотность воздуха, кг/м3;
Rв = 287 Дж/(кг·град) – удельная газовая постоянная для воздуха.
ρ0 = 0,1·106 /287·293 = 1,189 кг/м3
Эффективный КПД двигателя, ηе :