Расчет двигателя внутреннего сгорания

Содержание

Введение        3

1. Исходные данные        5

2. Тепловой расчет двигателя        6

2.1 Выбор марки топлива. Расчет параметров рабочего тела и окружающей среды        6

2.2 Расчет параметров процесса впуска        8

2.3 Расчет параметров процесса сжатия        10

2.4 Расчет параметров процесса сгорания, расширения и выпуска        11

2.5 Расчет индикаторных параметров рабочего цикла и эффективных показателей ДВС. Расчет основных параметров цилиндра и двигателя        14

2.6 Расчет и построение индикаторной диаграммы        16

3. Расчет теплового баланса ДВС        20

4. Внешняя скоростная характеристика ДВС        22

5. Кинематика КШМ        23

5.1 Выбор необходимых параметров для кинематического расчета        23

5.2 Расчет пути, скорости и ускорения поршня        23

6. Динамика КШМ        25

6.1 Расчет сил давления газов и приведение масс частей КШМ        25

6.2 Расчет удельных и полных сил инерции. Расчет удельных суммарных   сил        27

6.3 Расчет крутящего момента и сил, действующих на шатунную шейку        28

Заключение        32

Список используемой литературы        33

Приложение        34

Введение

На сегодняшний день двигатель внутреннего сгорания (ДВС) или как его еще называют "атмосферник" — основной тип двигателя, который широко применяется в автомобильной индустрии. ДВС — многофункциональный тепловой агрегат, который при помощи химических реакций и законов физики преобразует химическую энергию топливной смеси в механическую силу (работу).

Двигатели внутреннего сгорания делятся на:

1. Поршневой ДВС.

2. Роторно-поршневой ДВС.

3. Газотурбинный ДВС.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания — самый популярный среди вышеперечисленных двигателей, он завоевал мировое признание и уже много лет лидирует в автоиндустрии. Предлагаю более детально рассмотреть устройство ДВС, а также принцип его работы.

К преимуществам поршневого двигателя внутреннего сгорания можно отнести:

1.        Универсальность (применение на различных транспортных средствах).

2. Высокий уровень автономной работы.

3. Компактные размеры.

4. Приемлемая цена.

5. Способность к быстрому запуску.

6. Небольшой вес.

7. Возможность работы с различными видами топлива.

Принцип работы ДВС базируется на эффекте теплового расширения газов, которое возникает во время сгорания топливно-воздушной смеси, за счет чего осуществляется движение поршня в цилиндре. Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания  происходит за два оборота коленвала и состоит из четырех тактов, отсюда и название — четырехтактный двигатель.

Во время первых двух тактов — впуска и рабочего такта, поршень движется вниз, за два других сжатие и выпуск – поршень идет вверх. Рабочий цикл каждого из цилиндров настроен таким образом чтобы не совпадать по фазам, это необходимо для того чтобы обеспечить равномерность работы двигателя внутреннего сгорания. Есть в мире и другие двигатели, рабочий цикл которых происходит всего за два такта – сжатие и рабочий ход, этот двигатель называется двухтактным.

На такте впуска топливная система и впускная образуют топливно-воздушную смесь, которая образуется во впускном коллекторе или непосредственно в камере сгорания (все зависит от типа конструкции). Во впускном коллекторе в случае с центральным и распределенным впрыском бензиновых ДВС. В камере сгорания в случае с непосредственным впрыском в бензиновых и  дизельных моторах. Топливно-воздушная смесь или воздух во время открытия впускных клапанов ГРМ подается в камеру сгорания за счет разряжения, которое возникает во время движения поршня вниз.