- •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
1.5.3 Число киломолей газов после сгорания
, кмоль (1.30)
1.5.4 Действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси
Действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси характеризует изменение объема газов при сгорании рабочей смеси.
(1.31)
На значение действительного коэффициента молекулярного изменения в основном влияет коэффициент избытка воздуха ; при обогащении смеси (уменьшении ) возрастает.
Ориентировочно значение находится в следующих пределах [2]:
• для карбюраторных двигателей - от 1,05 до 1,08;
• для дизельных двигателей - от 1,01 до 1,05.
1.5.5 Количество теплоты, передаваемое газам при сгорании одного килограмма топлива
Определение количества теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания топлива при <1:
(1.32)
Если 1, то данное выражение опускается и не определяется.
При определении количества теплоты, передаваемой газам, задаются значением коэффициента использования теплоты .
На значение коэффициента использования теплоты влияют конструктивные параметры, режимы работы и регулировки двигателя. Чем совершеннее процесс смесеобразования и выше скорость распространения фронта пламени, тем выше . В этой связи при обогащении смеси скорость сгорания уменьшается и будет ниже. При поздних углах опережения зажигания (впрыскивания топлива) возрастает догорание на такте расширения и уменьшается. С увеличением частоты вращения относительная
теплоотдача в стенки цилиндра уменьшается, но более значительное влияние оказывает догорание на такте расширения и снижается. Повышение степени сжатия и выбор рациональной формы камеры сгорания с возможно меньшим отношением поверхности к её объёму обусловливает повышение . • для карбюраторных двигателей
, (1,33)
для дизельных двигателей
(1.34)
где - коэффициент использования теплоты.
С учётом влияния выше рассмотренных факторов коэффициент использования теплоты находится в следующих пределах [2]:
• для карбюраторных двигателей - от 0,85 до 0,95;
• для дизельных двигателей - от 0,7 до 0,9
1,5.6 Максимальная температура сгорания
Максимальную температуру сгорания , К, определяют из уравнения сгорания:
• для карбюраторных двигателей:
(1.35)
•для дизельных двигателей
, (1,36) где - степень повышения давления.
Степень повышения давления для дизелей устанавливают на основе опытных данных. Оно зависит от цикловой подачи топлива, способа смесеобразования и периода задержки воспламенения. Ориентировочно выбирают из следующих пределов в зависимости от типа камеры сгорания [4]:
• для дизелей с неразделёнными камерами сгорания и объёмным смесеобразованием - от 1,6 до 2,5;
• для дизелей с разделёнными камерами сгорания (вихрекамерных и предкамерных), а также для дизелей с неразделёнными камерами и плёночным смесеобразованием - от 1,2 до 1,8
Для дизелей с наддувом для ограничения максимального давления сгорания принимают меньшее значение степени повышения давления, чем в дизеле без наддува.
После подстановки и преобразования выражения получают уравнение второго порядка вида:
(1,37)
Решая уравнение относительно , получают:
(1.38)
Для современных автотракторных двигателей значение находится в следующих пределах [2].
• для карбюраторных двигателей - от 2400 до 2900 К;
• для дизельных двигателей - от 1800 до 2300 К;
• для газовых двигателей - от 2200 до 2500 К,