- •Загальні зауваження
- •Співвідношення між деякими величинами систем сі та мкгсс.
- •Буквами грецького алфавіту у методичних вказівках позначені:
- •Розділ 1 Визначення необхідної потужності двигуна для проектованої машини та вибір прототипу двигуна. Теоретичне обгрунтування вибору потужності двигуна.
- •Після вибору прототипу розрахунки ведуть у наступному порядку
- •1.1. Знаходження маси проектованої машини
- •1.2. Коефіцієнт корисної дії трансмісії
- •1.3. Урахування опору повітря
- •1.4. Потужність двигуна.
- •Прийняті і розраховані дані по трактору
- •Прийняті і розраховані дані по автомобілю
- •Розділ 2 Тепловий розрахунок двигуна
- •2.1. Процес впуску (наповнення циліндра)
- •2.2. Процес стиску
- •Формули (2.9...2.10) будуть використані при побудові індикаторної діаграми!
- •2.3. Процес горіння
- •При проектуванні дизеля слід задаватися таким значенням λ, щоб
- •2.4. Процес розширення
- •Формули (2.32...2.35) застосовуються при побудові індикаторної діаграми.
- •2.5. Процес випуску (очистки циліндра)
- •Список параметрів теплового розрахунку для вводу в еом
- •Розділ 3 Розрахунок показників робочого циклу, розмірів та параметрів двигуна
- •Індикаторні показники
- •3.1. Середній індикаторний тиск
- •3.2. Індикаторний ккд
- •3.3. Індикаторна питома витрата палива
- •Ефективні показники
- •3.4. Величина втрат на тертя
- •3.5. Середній ефективний тиск
- •3.6. Механічний ккд
- •3.7. Ефективний ккд
- •3.8. Ефективна питома витрата палива
- •Визначення Розмірів двигуна
- •Параметри проектованого двигуна
- •Розділ 4 Динамічний розрахунок кривошипно-шатунного механізму
- •4.6. Сумарна тангенціальна сила
- •Порядок роботи циліндрів шестициліндрового V-подібного двигуна
- •4.7. Визначення середнього крутного моменту двигуна.
- •Розділ 5. Розрахунок і побудова швидкісної характеристики двигуна
- •Параметри відносної швидкісної характеристики автотракторних двз
- •Коефіцієнти апроксимуючого рівняння швидкісної характеристики
- •Результати розрахунку зовнішньої швидкісної характеристики двигуна
- •Розділ 6. Розрахунок систем та механізмів двигуна.
- •Перелік індивідуальних завдань.
- •Література
- •Додаток 1. Довідкова інформація
- •Коефіцієнти опору коченню f та зчеплення φ тракторів і автомобілів
- •Площа лобової поверхні деяких вантажних автомобілів
- •Значення коефіцієнту надлишку повітря для різних типів автотракторних двигунів
- •Характеристика палив для автотракторних двигунів
- •Коротка технічна характеристика автотракторних двигунів
- •Маса окремих елементів кшм, віднесена до одиниці площі поршня
- •Параметри зовнішніх швидкісних характеристик автотракторних двигунів *
- •Додаток 2. Вимоги до оформлення курсової роботи
- •Додаток 3. Послідовність виконання та оформлення курсової роботи
- •Додаток 4. Додаткові завдання
- •Додаток 5. Особливості роботи з програмою перевірки правильності розрахунків
3.8. Ефективна питома витрата палива
Витрату палива на виконання одиниці ефективної роботи називають ефективною питомою витратою палива. ЇЇ обчислюють за формулою:
, г/(кВт·год) (3.12)
Визначення Розмірів двигуна
3.9. На основі проведених розрахунків визначають розміри проектованого двигуна, необхідні для забезпечення заданої ефективної потужності Nе. Обчислення проводять у такому порядку.
3.9.1. Необхідний літраж двигуна :
, л (дм3) (3.13)
де Nе – потужність двигуна згідно з завданням, кВт;
τ – коефіцієнт тактності (2 або 4);
Ре – середній ефективний тиск, МПа;
n – частота обертання колінчастого валу, об/хв.
3.9.2. Необхідний робочий об'єм циліндра :
= /і, л (дм3), (3.14)
де і – число циліндрів проектованого двигуна.
3.9.3. Розрахунковий діаметр циліндра:
Dр = , мм (3.15)
де S/D = ρ – відношення ходу поршня до діаметра циліндра – геометричне співвідношення КШМ двигуна, приймається по прототипу.
3.9.4. Розрахунковий хід поршня Sр:
Sр = (S/D)·Dp, мм (3.16)
Розрахункові значення діаметра циліндра Dр та ходу поршня Sр слід округлити до найближчого значення конструктивного ряду чисел, як правило – в більшу сторону. Діаметр циліндра прийнято вибирати кратним 5. Зважаючи на те, що хід поршня S дорівнює двом радіусам кривошипа, його величину бажано вибирати парним числом. Прийняті конструктивні значення діаметра D та ходу поршня S повинні відповідати їх значенням на майбутньому кресленні двигуна. Наприклад некоректно буде у кресленні ставити D = 121,273 та S = 132,158 мм. В цьому випадку слід прийняти D = 125 і S = 134 мм.
Після прийняття конструктивних розмірів D та S у мм призначають дійсні розміри на кресленнях та визначають показники проектованого двигуна.
3.9.5. Розрахункова середня швидкість поршня визначена по формулі (3.8) (W = S·n/30, м/с) при підстановці прийнятого значення ходу поршня S не повинна відрізнятись, як уже було сказано, від прийнятої у пункті 3.4 більше, ніж на 5 %:
Δ = |(W – Wпcp)/W| < 0,05. (3.17)
Якщо різниця Δ перевищує 5% то слід повернутися до пункту 3.4, прийняти нове значення Wпср = W і виконати уточнений розрахунок. При відсутності помилок уточнений розрахунок виконується з допомогою ЕОМ під час перевірки третього розділу.
Параметри проектованого двигуна
З урахуванням призначених розмірів D і S (прийнятих у мм) визначаємо фактичні розрахункові параметри двигуна:
3.9.6. Робочий об'єм циліндра Vh:
Vh = , л (дм3) (3.18)
3.9.7. Площа поршня Fп:
Fп =πD2/400, см2 (3.19)
3.9.8. Літраж двигуна Vл:
Vл = Vh·i, л. (3.20)
3.10. Розрахункова потужність двигуна Nep:
Nep = , кВт (3.21)
Одержане значення потужності Nep не повинно бути меншим за потужність по завданню і не перевищувати її більше, ніж на 5...8 %. У противному разі слід уточнити (збільшити або зменшити) значення прийнятих діаметра циліндра D та ходу поршня S і виконати уточнений розрахунок, починаючи з пункту 3.9.5. При відсутності помилок у розрахунках вказане коректування виконується при перевірці третього розділу курсової роботи на ЕОМ.
Інші показники двигуна, які слід визначити:
3.11. Номінальний ефективний крутний момент:
Mе = 9550·Nер/n, Нм. (3.22)
3.12. Годинна витрата палива:
Gт = Nep·ge/1000, кг/год. (3.23)
3.13. Літрова потужність двигуна:
Nл = Nep/(Vh·i), кВт/л (3.24)
3.14. Питома поршнева потужність:
Nп = Nер·100/(Fп·i), кВт/дм2. (3.25)
Показники 3.24 та 3.25 служать для оцінки ефективності проектованого двигуна та порівняння його з відомими моделями двигунів. Сучасні двигуни внутрішнього згоряння мають такі, питомі показники [6]:
Nл = 18…60 кВт/л та Nп = 14...48 кВт/дм2 – карбюраторні двигуни,
Nл = 7…22 кВт/л та Nп = 10...30 кВт/дм2 – дизелі.
Для перевірки третього розділу на ЕОМ дані повинні бути підготовлені у порядку, наведеному у таблиці 3.1. При задовільних результатах перевірки, коли допущені неточності не перевищують 3%, в разі необхідності проводимо коректування розмірів циліндра з метою одержання заданої потужності. Результати будуть видані у вигляді таблиці, яку слід вклеїти до чистовика курсової роботи, а дані використовувати в подальших розрахунках. Коли точність розрахунків не гірше 1% Програма перевірки пропонує “приз” – розрахунок переміщення поршня в залежності від кута повороту KB; при відмові від “призу” – додає 15 залікових балів до загальної суми балів, завдяки чому рейтинг можна суттєво підвищити.
Додаткові завдання, які можуть бути запропоновані ЕОМ при перевірці розділу, приведено у додатку 4.
Таблиця 3.1.
Список параметрів розрахунку показників двигуна для вводу в ЕОМ
№№ пп |
Параметри: назва та позначення (приведені російською мовою як на екрані ЕОМ) |
Одиниця виміру |
Значення |
|
среднее индикаторное давление, Р’i |
МПа |
|
|
коэффициент полноты индикаторной диаграммы ν |
– |
|
|
индикаторный КПД ηі |
– |
|
|
индикаторный удельный расход топлива gi |
г/ (кВтּгод) |
|
|
средняя скорость поршня по прототипу Wпср |
м/с |
|
|
среднее эффективное давление Ре |
МПа |
|
|
механический КПД ηм |
– |
|
|
эффективный КПД ηе |
– |
|
|
эффективный удельный расход топлива ge |
г/ (кВтּгод) |
|
|
необходимый литраж V’л |
л |
|
|
рабочий объем цилиндра V’h |
л |
|
|
S/D по прототипу |
– |
|
|
расчетный диаметр Dp |
мм |
|
|
принятый диаметр D |
мм |
|
|
принятый ход поршня S |
мм |
|
|
действительная средняя скорость поршня Wп |
м/с |
|
|
действительный литраж двигателя Vл |
л |
|
|
площадь поршня Fп |
см2 |
|
|
эффективная расчетная мощность Neр |
кВт |
|
|
часовой расход топлива Gт |
кг/год |
|
|
эффективный крутящий момент Ме |
Нм |
|