- •Ефимов м. А. Акимочкин а. В. Курсовое проектирование по тракторам и автомобилям
- •1 Тепловой расчёт двигателя
- •1.1 Исходные данные для расчёта
- •1.2 Параметры рабочего тела
- •1.2.2 Количество свежего заряда
- •1.2.3 Количество отдельных компонентов продуктов сгорания
- •1.2.4 Общее количество продуктов сгорания
- •1.3 Расчёт впуска
- •1.3.1 Давление воздуха на впуске
- •1.3.2 Температура воздуха на впуске
- •1.3.3 Плотность заряда на впуске
- •1.3.5 Коэффициент остаточных газов
- •1.3.6 Температура в конце впуска
- •1.3.7 Коэффициент наполнения
- •1.4 Расчёт сжатия
- •1.4.1 Показатель политропы сжатия
- •1.4.2 Давление в конце сжатия
- •1.4.3 Температура в конце сжатия
- •1.4.4 Средняя молярная теплоёмкость заряда в конце сжатия без учёта влияния остаточных газов
- •1.4.5 Число киломолей остаточных газов
- •1.4.6 Число киломолей газов в конце сжатия до сгорания
- •1.5 Расчёт сгорания
- •1.5.1 Средняя молярная теплоёмкость продуктов сгорания при постоянном объёме.
- •1.5.2 Средняя молярная теплоёмкость продуктов сгорания при постоянном давлении (для дизельных двигателей)
- •1.5.3 Число киломолей газов после сгорания
- •1.5.4 Действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси
- •1.5.5 Количество теплоты, передаваемое газам при сгорании одного килограмма топлива
- •1,5.6 Максимальная температура сгорания
- •1.5.7 Максимальное давление сгорания
- •1.6.4 Давление в конце расширения
- •1.6.5 Температура в конце расширения
- •1.7 Выпуск
- •1.7.1 Расчётное значение температуры остаточных газов.
- •1.7.2 Проверка ранее принятых параметров процесса выпуска
- •1.8 Расчёт и построение индикаторной диаграммы
- •1.8.1 Выбор масштаба и расположение характерных точек на диаграмме
- •1.8.2 Построение линии сжатия и линии расширения
- •1.9 Расчёт индикаторных показателей
- •1.9.1 Теоретическое среднее индикаторное давление
- •1.9.3 Рабочий объём одного цилиндра
- •1.9.4 Индикаторная мощность
- •1.9.5 Индикаторный коэффициент полезного действия (кпд)
- •1.9.6 Индикаторный удельный расход топлива
- •1.10 Расчёт эффективных показателей
- •1.10.1 Средняя скорость поршня
- •1.10.2 Давление механических потерь
- •1.10.3 Мощность механических потерь
- •1.10.4 Среднее эффективное давление
- •1.10.5 Механический кпд
- •1.10.6 Эффективная мощность
- •1.10.7 Эффективный кпд
- •1.10.8 Эффективный удельный расход топлива
- •2 Расчёт и построение характеристик двигателя
- •2.1 Расчёт и построение характеристики двигатели в функции от частоты вращения коленчатого вала
- •2.1.1 Определение максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу
- •2.1.2 Определение текущих значений эффективной мощности.
- •2.1.3 Определение текущих значений эффективного
- •2.1.4 Определение текущих значений эффективного удельного расхода топлива
- •2.1.5 Определение текущих значений часового расхода топлива
- •2.2 Построение характеристик в функции от эффективной мощности и крутящего момента двигателя
- •3 Тепловой баланс двигателя
- •4 Кинематический расчет кривошипно-шатунного механизма
- •4.1 Расчёт перемещения поршня
- •4.2 Расчёт скорости поршня
- •4.3 Расчёт ускорения поршня
- •5 Динамический расчет двигателя
- •5.1. Определение сил, действующих вдоль оси цилиндра на поршневой палец
2 Расчёт и построение характеристик двигателя
Для оценки мощностных и экономических показателей двигателя, при работе его в различных условиях эксплуатации, пользуются так называемыми характеристиками двигателя.
Характеристикой двигателя называется зависимость основных показателей работы двигателя (мощности, крутящего момента, расхода топлива и др.) от параметров режима его работы (числа оборотов, нагрузки и др.).
Для автотракторных двигателей основными характеристиками являются: скоростные; нагрузочные; регуляторные и регулировочные.
При выполнении курсовой работы рассчитываются и строятся три характеристики двигателя:
1) Характеристика в функции от частоты вращения коленчатого вала (скоростная характеристика);
2) Характеристика в функции от эффективной мощности (нагрузочная характеристика);
3) Характеристика в функции от эффективного крутящего момента.
2.1 Расчёт и построение характеристики двигатели в функции от частоты вращения коленчатого вала
Внешняя скоростная характеристика двигателя - это зависимость эффективной мощности , эффективного крутящего момента , эффективного удельного расхода топлива , часового расхода топлива и других показателей от частоты вращения коленчатого вала при постоянном открытии дроссельной заслонки в карбюраторном двигателе или при неизменном положении органа, регулирующего подачу топлива в дизеле.
Внешнюю скоростную характеристику двигателя можно рассчитать и построить по эмпирическим формулам при условии, что известны номинальная эффективная мощность ,
номинальный крутящий момент , номинальный удельный расход топлива , номинальный часовой расход топлива . В курсовой работе указанные выше параметры принимаются по результатам теплового расчёта двигателя (см. таблицу 2).
Расчёт текущих значений , , , и , выполняется с интервалом 100 мин .
2.1.1 Определение максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу
Максимальные обороты, соответствующие холостому ходу двигателя зависят от степени неравномерности работы регулятора или ограничителя частоты вращения и определяются по формуле:
(2.1)
где - максимальная частота вращения холостого хода,
мин ;
- степень неравномерности работы регулятора,
=0,05 ... 0,08 - для дизельных двигателей [4],
=0,05 .. .0,2 - для карбюраторных двигателей [2]
2.1.2 Определение текущих значений эффективной мощности.
Текущие значения эффективной мощности , кВт, определяются по следующим зависимостям [2]:
- для карбюраторных двигателей:
(2.2)
- для дизельных двигателей с неразделённой камерой сгорания:
(2.3)
- для дизельных двигателей с предкамерой:
(2.4)
- для дизельных двигателей с вихревой камерой сгорания:
(2.5)
Где - текущее значение эффективной мощности, кВт;
- текущие значения частоты вращения коленчатого вала двигателя, мин .