Курсовая: Тепловой и динамический расчет двигателя - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Тепловой и динамический расчет двигателя

Банк рефератов / Транспорт

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 5771 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

1 БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Автотракторный факультет Кафедра “Двигатели внутреннего сгорания” Курсовая работа по дисциплине “ Автомобильные двигатели ” Тема: “Тепловой и динамический расчет двигателя” Минск 2009 Содержание Введение 1. Исходные данные для теплового расчета п оршневого двигателя внутреннего сгорания 2. Тепловой расчет и определение основных размеров двигателя 2.1 Процесс наполнения 2.2 Процесс сжатия 2.3 Процесс сгорания 2.4 Процесс расширения 2.5 Процесс выпуска 2.6 Индикаторные показатели 2.7 Эффективные показ атели 2.8 Размеры двигателя 2.9 Сводная таблица резуль татов теплового расчет a 2.10 Анализ получ енных результатов 3. Д инамический расчет 3.1 Построение индикаторной диаграммы 3.2 Развертка индикаторной диаграммы в координатах 3.3 Построение диаграмм сил 3.4 Построение диаграммы суммарного крутящего момента 4. Расчет и построение внешней скорост ной характеристики двигателя 5. Воздушный фильтр ЗИЛ-433100 Заключение Литература Введение Тепловой расчет двигателя служит для определения параметров рабочего те ла в цилиндре двигателя, а также оценочных показателей рабочего процесса, для оценки мощностных и экономических показателей, позволяющих оценить мощность и расход топлива. В основе методики расчета лежит метод В.И. Гриневецкого, в дальнейшем усовершенствованный Е.К. Ма зингом, Н.Р. Брилингом, Б.С. Стечкиным и др. Задачей динамического расчета является определение сил, действующих в механизмах преобразования энергии рабочего тела в механическую работу двигателя. В настоящей работе тепловой и динамический расчеты выполняются для режима номинальной мощности. 1. Исходные данные для теплового расчета поршневого двигателя внутреннего сгорания Прототип двигателя ЗИЛ - 645 Номинальная мощность 145 Частота вращения коленчатого вала 2 9 00 Число цилиндров 8 Степень сжатия 1 8, 5 Тактность 4 Коэффициент избытка воздуха 1,73 Отношение хода поршня к диаметру цилиндра 1 ,05 2. Тепловой расчет и определение основных размеров двигателя 2.1 Процесс наполнения В результате данного процесса цилиндр двигателя (рабочая полость) наполняется свежим зарядом. Давление и температура окружающей среды принимаются: , . Давление остаточных газов в зависимости от типа двигателя . Принимаем . Температура остаточных газов выбирается в зависимости от типа двигателя с учетом того, что для дизельных двигателей она изменяется в пределах . П ринимаем . В зависимости от типа двигателя температура подогрева свежего заряда . Принимаем . Давление в конце впуска . Принимаем . Величина потери давления на впуске , для дизелей, колеблется в пределах . Принимаем Коэффициент остаточных газов . Величина коэффициента остаточных газов для дизеля изменяется в пределах . Температура в конце впуска . Величина для двигателей с наддувом находится в пределах . Коэффициент наполнения 2.2 Процесс сжатия Давление в конце сжатия . Температура в конце сжатия . В этих формулах - показатель политропы сжатия , который для автотракторных двигателей находится в пределах . 2.3 Процесс сгорания Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг жидкого топлива . Средний элементарный состав дизельного топлива принимают: Количество свежего заряда для дизельного двигателя . Количество продуктов сгорания при работе двигателей на жидком топливе при . Теоретический коэффициент молекулярного изменения . Действительный коэффициент молекулярного изменения . Величина м для дизелей изменяется в пределах . Низшую теплоту сгорания дизельного топлива принимаем: . Средняя мольная теплоемкость свежего заряда . Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания для дизелей Значения к оэффицие нт а использования теплоты при работе дизельного двигателя на номинальном режиме следующие . Принимаем . Максимальная температура сгорания подсчитывается по уравнению (1) Степень повышения давления . Величину степени повышения давления для дизелей с неразделенными камерами сгорания и объемным смесеобразованием выбирают в следующих пределах: . Принимаем . Решая уравнение (1) , находим : , , . Величина теоретического максимального давления цикла и степень повышения давления: Численное значение степени повышения давления k при неразделенной камере сгорания . Принимаем . Действительное давление , . 2.4 Процесс расширения Степень предварительного расширения для дизельных двигателей Степень последующего расширения . Давление в конце расширения . Величина среднего показателя политропы расширения для дизельных двигателей . Температура в конце расширения . 2.5 Процесс выпуска Параметрами процесса выпуска ( и ) задаются в начале расчета процесса впуска. Правильность п редварительного выбора величин и проверяется по формуле профессора Е. К. Мазинга: . По грешность вычислений составляет . Т.к. погрешность вычислений не превышает 10% ,то величина выбрана правильно. 2.6 Индикаторные показатели Среднее индикаторное давление теоретического цикла для дизельных двигателей подсчитывается по формуле: Среднее индикаторное давление действительного цикла , где – коэффициент полноты диаграммы, который принимается для дизельных двигателей . Принимаем . Величина для дизельных двигателей без наддува может изменяться . Индикаторный КПД для дизельн ых двигателей подсчитывается по формуле . Удельный индикаторный расход топлива определяется по уравнению . Величина индикаторного КПД для автотракторных дизельных двигателей . 2.7 Эффективные показатели Механический КПД дизельного двигателя . Принимаем . Тог да среднее эффективное давление , а эффективный КПД . Удельный эффективный расход жидкого топлива . 2.8 Размеры двигателя По эффективной мощности, частоте вращения коленчатого вала и среднему эффективному давлению определяем литраж двигателя , где , , , - для четырехтактных двигателей . Рабочий объем одного цилиндра: . где i = 8 – число цилиндров . Диаметр цилиндра Принимаем диаметр цилиндра D =0,115 м. Ход поршня . О пределяем основные параметры и показатели двигателя: - литраж двигателя , - эффективную мощность , - эффективный крутящий момент , - часовой расход жидкого топлива , - среднюю скорость поршня . Определим погрешность вычисления : , что допустимо. Литровая м ощность определяется по формуле . Величина литровой мощности для автотракторных дизельных двигателей колеблется в пределах . 2.9 Сводная таблица результатов теплового расчета Таблица 1 Параметр Вычисленное значение Экспериментальное значение 0 .0 3 0.0 2 …0.06 3 30 , 14 3 1 0… 40 0 0. 778 0. 8 …0.9 4 , 19 3.5…5.5 8 90 70 0… 9 00 1.0 3 7 1.01…1.06 7 , 12 5…10 7 , 12 5…10 1889 1800…2300 0. 29 0.2…0.4 1 1 09, 6 1000…1200 0, 796 0,75…1,5 0. 5 1 0.4…0.53 1 6 6 , 04 163…220 0, 597 0.45…0.85 0. 3 8 3 0.3…0.42 2 2 1 , 38 210…280 2.10 Анализ полученных результатов В результате тепл ового расчета были определены параметры рабочего тела в цилин дре двигателя, а также произведены оценочные показатели процесса, позволяющие определить размеры двигателя и оценить его мощностные и экономические показатели. 3. Динамический расчет Порядок выполнения расчета для поршневого двигателя Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма выполняется с целью определения суммарных сил и моментов, возникающих от давления газов и от сил инерции. Результаты динамического расчета используются при расчете деталей двигателя на прочность и износ. В течение каждого рабочего цикла силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме, непрерывно изменяются по величине и направлению. Поэтому для характера изменения сил по углу поворота коленчатого вала их величины определяют для ряда различных положений вала через каждые 30 град ПКВ. В отдельных случаях через 10 град ПКВ. Последовательность выполнения расчета следующая: 1. Строим индикаторную диаграмму в координатах . 2. Перестраиваем индикаторную диаграмму, выполненную по результатам теплового расчета, в координаты . 3. Определяем силу давления газов на днище поршня для положений коленчатого вала, отстоящих друг от друга на 30° ПКВ в пределах (0…720)° ПКВ. За начало отсчета принимаем такое положение кривошипа, когда поршень находится в начале такта впуска. Сила давления газов на днище поршня о пределяется по формуле , где . Результаты расчета заносятся в табл. 2 . Таблица 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 369 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690 720 0.112 0. 102 0. 092 0. 0 84 0.079 0. 08 0.084 0. 092 0. 1 14 0. 1 75 0. 3 64 1. 2 5 5.028 7.124 3, 205 1, 065 0, 552 0 .392 0. 306 0.188 0. 1 58 0. 138 0.1 26 0. 1 2 1 0. 11 8 0. 1 12 124.64 20.77 - 83.1 - 170.35 - 216.05 - 207.74 - 166.19 - 78.94 149.57 776.94 2742.14 11949.08 51186.6 72957.52 3 2249.2 10021.27 4690.7 2 3028.82 2139.7 914.05 598.28 394.7 274.21 220.2 186.96 124 . 64 1. 2 75 1.00 4 0.3 63 -0.2 75 - 0.6 38 - 0.7 2 9 - 0.7 25 - 0.7 2 9 - 0.6 38 - 0.2 75 0.3 63 1.00 4 1.2 75 1.249 1.00 4 0.3 63 -0.2 75 - 0.6 38 -0.7 2 9 -0.7 25 -0.7 2 9 - 0.6 38 -0.2 75 0.3 62 1.00 4 1.2 75 + + - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + -25327 -19934 -7201 5463 12663 1 4472 1 4402 1 4472 12663 5463 -7201 -19934 -25327 -24815 -19934 -7201 5463 12663 14472 14402 14472 12663 5463 -7201 -19934 - 25327 - - - + + + + + + + - - - - - - + + + + + + + - - - -25202 - 19913 -7284 5292 12447 14264 14235 1 4393 12813 6240 -4459 -7985 25860 48143 12315 2820 10153 15692 16611 1 5316 1 5070 13058 5737 -6981 -19747 - 25202 - - - + + + + + + + - - + + + + + + + + + + + - - - 4. Определяем силу инерции от возвратн о-поступательно движущихся масс Масса поступательно движущихся часте й КШМ определяется из выражения , где - доля массы шатуна, отнес енная к возвратно-поступательно движущимся массам . . Принимаем . Приближенные значения и определяем с помощью таблицы : , , , . Тогда принимаем m , . Угловая скорость . При известной величине хода поршня S радиус кривошипа . 5. Находим суммарную силу, действующую в кривошипно-шатунном механизме. Определение этой силы ведем путем алгебраического сложения сил давления газов и сил инерции возвратно-поступательно дви жущихся масс Результаты определения , а также и заносятся в табл.1 . 6. Определяем нормальную силу К, направленную по радиусу кривошипа (см. рис. 1) Рис. 1. 7. Определяем тангенциальную силу Т, направленную по касательной к окружности радиуса кривошипа (см. рис. 1) Результаты опр еделения К и Т заносим в табл. 3 . Таблица 3 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 369 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690 720 1.000 0. 79 7 0.2 88 - 0.2 86 - 0.7 12 - 0.93 5 - 1.000 - 0.93 5 - 0.7 12 - 0.2 86 0.2 88 0.79 7 1.000 0.981 0.79 7 0.288 - 0.28 6 - 0.7 1 2 - 0.93 5 - 1.000 - 0.93 5 - 0.7 1 2 - 0.28 6 0.288 0.797 1.000 -25202 -15863 -2095 -1514 -8867 -13343 -14235 -13463 -9128 -1785 -1282 -6361 25860 47226 9810 811 -2904 -11179 -15539 -15316 -14097 -9302 -1641 -2008 -15731 - 25202 - - - - - - - - - - - - + + + + - - - - - - - - - - 0.000 0.620 0.989 1.000 0.743 0.380 0.000 -0.380 -0.743 - 1.000 -0.989 -0.620 0.000 0,1 9 9 0.620 0.989 1.000 0.743 0.380 0.000 -0.380 -0.743 - 1.000 -0.989 -0.620 0.000 0 -12351 -7201 5292 9254 5417 0 -5466 -9525 -6240 4408 4953 0 9579 7638 2788 10153 11666 6309 0 -5723 -9708 -5737 6901 12248 0 + - - + + + + - - - + + + + + + + + + + - - - + + + 3.1 Построение индикаторной диаграммы Индикаторная д иаграмма строится в координатах . Построение индикаторной диаграммы двигателя внутреннего сгорания производится на основании теплового расчета. В начале построения на оси абсци сс откладывают отрезок , соответствующий рабочему объему цилиндра, а по величине равный ходу поршня в масштабе , который в зависимости от величины хода поршня проектируемого дви гателя может быть принят 1:1, 1.5:1 или 2:1. Принимаем 1:1. Отрезок , соответствующий объему камеры сгорания, определяется из соотношения . Отрезок . При построении диаграммы выбираем масштаб давления . Затем по данным теплового расчета на диаграмме откладывают в выбранном масштабе величины давлений в характерных точках . По наиболее распространенному графическому методу Б р ауэра политропы сжатия и расширения строим следующим образом. Из начала координат проводим луч под углом к оси координат. Далее из н ачала координат проводим лучи и под углами и к оси ординат. Эти углы определяют из соотношений , , , . Политропу сжатия строим с помощью лучей и . Из точки проводим горизонталь до пересечения с осью ординат; из точки п ересечения - линию под углом к вер тикали до пересечения с лучом , а из этой точки - вторую горизонтальную линию, параллельную оси а бсцисс. Затем из точки проводим вертикальную линию до пересечения с лучом . Из этой точки пересечения под углом к вертикали проводим линию до пересечения с осью абсцисс, а из этой точки - вторую вертикальную линию, параллельную оси ординат, до пересечения со второй горизонтальной линией. Точка пересечения этих ли ний будет промежуточной точкой политропы сжатия. Точку находим аналогично, принимая точку за начало построения. Политропу расш ирения строим с помощью лучей и , начиная от точки , аналогично построению политропы сжатия. Критерием правильности построения политропы расширения является приход ее в ранее нанесенную точку . После построения политропы сжатия и расширения производим скругление индикаторной диаграммы с учетом предварения открытия выпускного клапана, опережения зажигания и скорости нарастания давления, а также наносим линии впуска и выпуска. Для этой цели под осью абсцисс проводим на длине хода поршня как на диаметре полуокружность радиусом . Из геометрического центра в сторону н.м.т. откладываем отрезок , где - длина шатуна. При скруглении индикаторной диаграммы из центра проводят луч под углом , соответствующим предварению открытия выпускного клапана. Полученную точку , соответствующую началу открытия выпускного клапана, сносим на политропу расширения (точка ). Далее из того же центра проводят луч под углом , соответствующим углу опережения начала впрыска топлива ( ПКВ до в.м. т.) , а точку сносим на п олитропу сжатия, получая точку . Н а линии в.м.т. находим точку из соотношения . Соединяем точки и плавной кривой . Из точки проводим плавную кривую до середины отрезка . Из середины отрезка проводим кривую с плавным переходом в кривую политропы расширения. Затем проводим плавную кривую изменения линии расширения в связи с предварительным открытием выпускного клапана . В результате указанных построений получаем действительную индикаторную диаграмму. 3.2 Развертка индикаторной диаграммы в координатах Развертку индикаторной диаграммы в координаты выполняем справа от индикаторной диаграммы. Ось абсцисс развернутой диаграммы располагаем по горизонтали на уровне линии индикаторной диаграммы . Длина графика (720° ПКВ) делится на 24 равных участка, которые соответствуют определенному углу поворота коленчатого вала. Каждую точку на линии абсцисс нумеруем (0, 30, 60° ПКВ). По наиболее распространенному способу Ф.А. Брикса дальнейшее перестроение индикаторной диаграммы ведем в следующей последовательности. Полученную полуокружность делим вспо могательными лучами из центра на 6 равных частей, а затем из центра Брикса (точка ) проводим линии, параллельные вспомогательным лучам, до пересечения с полуокружностью. Вновь полученные точки на полуокружности со ответствует определенным углам ПКВ. Из этих точек проводим вертикали до пересечения с соответствующими линиями индикаторной диаграммы. Развертку индикаторной диаграммы начинаем, принимая за начало координат положение поршня в в.м.т. в начале такта впуска. Далее для каждого значения уг ла на индикаторной диаграмме определяем величину давления в надпорш невой полости и заносим в табл. 1 . Модуль газовой силы также заносим в табл. 1 . По данным этой таблицы строим зависимость . Полученные точки на графике соединяем плавной кривой. 3.3 Построение диаграмм сил График силы инерции строим в том же масштабе и на той же координатной сетке, гд е выстроен график газовой силы . На основании полученных графиков и на той же координатной сетке и в том же масштабе строим график суммарной силы . Определение модуля силы для различных значений угла выполняем путем суммирования в каждой точке ординат графиков и с уч етом их знаков или модулей сил и из табл. 1 . Коор динатную сетку для графика сил и размеща ем под координатной сеткой сил , , . График сил и строим в том же масштабе, что и предыдущий график. Принимаем масштабные коэффициент ы . 3.4 Построение диаграммы суммарного крутящего момента Для построения кривой суммарного крутящего момента многоцилиндрового двигателя необходимо графически просуммировать кривые крутящих моментов от каждого цилиндра, сдвигая влево одну кривую относительно д ругой на угол поворота кривошипа между вспышками. Для двигателя с равными интервалами между вспышками суммарный крутящий момент будет периодически повторяться. Для четырехтактного двигателя через . Поскольку , а , то кривая , будет отличаться от кривой лишь масштабом. Масштаб крутящего момента ; где - масштаб силы, Н/мм. Результаты расчета М 1 , М 2 , М 3 , М 4 , М 5, М 6, М заносим в табл.4 Таблица 4 град ПКВ М 1 , Нм М 2 , Нм М 3 , Нм М 4 , Нм М 5 , Нм М 6 , Нм М 7 , Нм М 8 , Нм М , Нм 0 0 320,19 0,00 -377,50 0,00 614,28 0,00 -347,08 209,89 30 -747,216 559,84 -330,70 266,68 462,10 705,79 -346,26 417,52 987,76 60 -435,666 327,74 -576,29 299,63 168,70 381,68 -587,31 740,98 319,46 90 320,1852 0,00 -377,50 0,00 614,28 0,00 -347,08 0,00 209,89 Средний крутящий момент определяется по площади, лежащей под кривой графика суммарного : ; где и - соответственно положительная и отрицательная площади под кривой суммарного . , мм 2 ; - длина интервала между вспышками по диаграмме крутящего момента, мм. Эффективный крутящий момент двигателя Значение см . в разделе 2.7. Значение эффективного крутящего момента, полученное по данной формуле , должно совпадать с величиной , вычисленной ранее. Относительная погрешность вычислений не должна превышать . 4. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя Для расчета и построения внешней скоростной хар актеристики двигателя воспользуемся сл едующими эмпирическими зависимостями : где , - эффективная мощность (кВт) и удельный эффективный расход топлива (г/ (кВт
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
"Муж на час" подал на развод через 39 минут.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по транспорту "Тепловой и динамический расчет двигателя", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru