Тепловой и динамический расчет двигателя

ВВЕДЕНИЕ

Основной задачей курсовой работы является систематизация и закрепление знаний студентов по основным вопросам теории двигателей внутреннего сгорания.

На тракторах и автомобилях используемых в с. х. производстве устанавливают как дизельные так и карбюраторные двигатели, поэтому расчеты ведутся применительно к ним.

Главными задачами расчета двигателя при выполнении курсовой работы являются определение основных размеров двигателя (ход поршня, диаметр цилиндра, литраж двигателя); оценка его индикаторных и эффективных показателей, экономичности; выявление усилий, действующих на основные детали двигателя; подбор маховика, обеспечивающего необходимую равномерность коленчатого вала.

Для решения поставленных задач проводятся тепловой и динамический расчеты двигателя.

При выполнении расчетов необходимо иметь ряд исходных данных, которые указаны в задании: номинальная мощность проектируемого двигателя Ne, частота вращения при номинальной мощности п, степень сжатия е, число и расположение цилиндров, тип камеры сгорания, наличие наддува, отношение хода поршня к диаметру S/D и отношение радиуса кривошипа к длине шатуна X.

1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЬНОГО ДИЗЕЛЯ

Исходные данные

1. Прототип автомобиля – УРАЛ 4320-0919
2. Прототип двигателя – ЯМЗ 236 (АЕ2)
3. Номинальная мощность проектируемого двигателя Ne =169 кВт
4. Частота вращения при номинальной мощности n = 2100 мин’1
5. Степень сжатия е = 16
6. Число и расположение цилиндров i = 6-V
7. Тип камеры сгорания нераздельная
8. Наличие наддува ...  нет
9. Отношение хода поршня к диаметру S/D =140/130
10. Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна λ =r/l= 0.264
11. Заданный угол поворота коленчатого вала α = 660°

Цель теплового расчета двигателя: определение индикаторных параметров рабочего цикла и основных размеров двигателя, оценка КПД и экономичности проектируемого двигателя.

1. Определение исходных данных для построения индикаторной диаграммы

При выполнении теплового расчета двигателя в первую очередь необходимо определить параметры состояния газов (абсолютное давление Р и абсолютную температуру Т в характерных для диаграммы точках. Такими точками являются: а - конец впуска; с - конец сжатия; z - конец сгорания и b - конец расширения.

Для этого в последовательном порядке определяются:

1. Давление Ра и температура Та в конце процесса впуска

                     МПа                   (1)[pic 1]

                            (2 )[pic 2]

где ηv - коэффициент наполнения цилиндров;

ε - степень сжатия;

Ро и То - соответственно давление и температура окружающей среды;

Т'о - температура всасываемого заряда с учетом его подогрева при поступлении в цилиндры; Рг и Тг - соответственно давление и температура остаточных газов.

Значения исходных величин, входящих в формулы (1) и (2): ηv = 0,8-0,85 в зависимости от сопротивления всасывающего тракта и степени подогрева в нем поступающего в цилиндры воздуха: для двигателей с турбонаддувом ηv =0,92...0,98; ε= 14...17; конкретная величина ее указывается в задании; Т0= 273+20=293 К; Т'0= T0+(100...15°); чем быстроходней дизель, тем меньше подогрев всасываемого воздуха; Ро≈ 0,1 МПа; Рг = 0,11 ...0,12 МПа в зависимости от сопротивления выпускного тракта; для дизелей Тг = 750-950 К в зависимости от степени сжатия и числа оборотов двигателя: чем выше степень сжатия и ниже число оборотов, тем меньше температура Тг.