Проект вихрокамерного 4-циліндрового дизельного двигуна для легкового автомобіля
Курсовой проект - Транспорт, логистика
Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика
?а теплового балансуQ, Дж/сq, %Теплота:
еквівалентна ефективній роботі
передана охолодженому середовищу
віднесена з газами, що відпрацювали
невраховані витрати
Загальна кількість теплоти, введеної в двигун із паливом
40500
60941,841
10007,6
6192,92
117642,36
100
4. Розрахунок та побудова зовнішньої швидкістної характеристики двигуна
Швидкістна характеристика показує зміну міцності, крутного моменту, витрат палива та інших параметрів від частоти обертання колінчастого вала. В залежності від положення органа, який керує подачею палива, розрізняють зовнішню та часткові швидкісні характеристики.
Швидкісна характеристика, отримана при повному дроселі (бензиновий двигун) або при положенні рейки паливного насоса (дизель), відповідаючому номінальній міцності, називається зовнішньою. Зовнішня швидкісна характеристика дозволяє провести аналіз і дати оцінку міцністних, економічних, динамічних та експлуатаційних показників при роботі двигуна з повним навантаженням.
Будь-яка швидкістна характеристика двигуна, отримана при неповному відкритті дросельної заслонки (бензиновий двигун) або при положенні рейки паливного насоса (дизель), відповідаючий частковій міцності, називається частковою швидкістною характеристикою. Такі характеристики використовуються для виявлення цілого ряда факторів (кута опєрєжєнія запалювання, складу суміші, мінімально устойчивих частот обертання та ін.) на роботу двигуна при часткових навантаженнях та дають можливість поліпшити його міцністні таекономічні показники.
У курсовому проекті ЗШХ проектованого двигуна будуємо по максимальніій потужності Nemax, емпірічних формулах, що забезпечують достатній рівень точності.Криві швидкісної характеристики будуємо в інтервалі від 500 до 5000 хв? .
Розрахункові точки кривої ефективної потужності визначаються по такій емпірічній залежності, кВт:
Nex1 = Nemax * (nx/nN) * [0,7 + 1,3 * (nx/nN) (nx/nN)] = 40,5 * (500/5000) * [0,7 + 1,3 * (500/5000) (500/5000)] = 3,32 кВт
Для спрощення розрахунків значення Nex2, Nex3, Nex4, Nex5, Nex6, Nex7, Nex8, Nex9, Nex10 зведені у таблиці 3.
Розрахункові точки на кривій ефективного крутного моменту розраховуються по такій залежності, Н*м:
Mex1 = (3 * 10 * Nex1)/? * nx = (3 * 10? * 3,32)/3,14 * 5000 =63,44.
Для спрощення розрахунків значення Mex2, Mex3, Mex4, Mex5, Mex6 , Mex7, Mex8, Mex9, Mex10 зведені у таблиці 3.
Розрахункові точки на кривій питомої витрати палива визначаємо по такій емпірічній залежності, г/(кВт*ч):
gех1 = gеn * [1,35 + 1,35 * (nx/nN) + (nx/nN)] = 251,28 * [1,35 1,35 * (500/5000) + (500/5000)] = 307,818.
Для спрощення розрахунків значення gех2, gех3, gех4, gех5, gех6, gех7, gех8, gех9, gех10 зведені у таблиці 3.
Витрати палива для шуканих точок, кг/год:
GТх1 = gех1 * Nex1 = 307,818 * 3,32 = 1,022
Для спрощення розрахунків значення GТх2, GТх3, GТх4, GТх5, GТх6, GТх7, GТх8, GТх9, GТх10 зведені у таблиці 3.
Розрахункові точки, необхідні для побудови ЗШХ
Таблиця 3
n, хв? 500100015002000250030003500400045005000Ne,
кВт
3,32
7,45
12,15
17,17
22,28
27,22
31,75
35,64
38,64
40,5Me,
Н*м
63,44
71,18
77,39
82
85,15
86,69
86,67
85,13
82,04
77,39gе,
г/(кВт*
год)
307,82
281,43
265,08
243,74
232,44
226,15
224,89
228,67
237,46
251,28GТ,
кг/год
1,022
2,097
3,221
4,185
5,179
6,156
7,14
8,15
9,175
10,177
5. Порівняння основних показників проектованого двигуна і прототипу
За результатами теплового розрахунку і розрахунку зовнішньої швидкісної характеристики необхідно скласти порівняльну таблицю основних показників розраховуємого двигуна і прототипу.
Таблиця 4
ПоказникПозначення показникаодиницяРозраховуємий
двигунПрототип1.Діаметр циліндра Dмм71762. Хід поршняSмм78843. Робочий обєм Vлл1,2351,524. Число циліндріві445. Ступінь стиску?236.Максимальна потужністьNemaxкВт40,5557.Частота обертання колінчатого вала при максимальній потужності
nN
об/хв
5000
48008.Максимальний крутний моментMemaxН*м9,49.Частота обертання колінчатого вала при максимальному крутному моменті
nМ
об/хв
300010.Середній ефективний тискРеМПа0,78611.Літрова потужністьNлкВт/л2,6812.Мінімальна питома витрата палива
gеmin
г/(кВтч)
251,28
190
6. Другий етап. Динамічний розрахунок двигуна
Сутність динамічного розрахунку зводиться до визначення сумарних сил і моментів, що виникають від тисків газів і від сил інерції у кривошипно-шатуному механізмі. По цих силах і моментах розраховують основні деталі на міцність та спрацювання, а також возначають нерівномірність крутного моменту і ступінь нерівномірності ходу поршня. Під час роботи двигуна на деталі кривошипно-шатуного механізму діють сили тиску газів в циліндрі, сили інерції возвратно-поступово рухачих газів мас, ценробіжні сили, тиск на поршень (приблизно рівне атмосферному тиску) та сили ваги (сили ваги в динамічному розрахунку не враховують. Всі діючі в двигуні сили сприймаються корисним опором на колінчатому валу, силами тертя та опорами двигуна.
Аналітичне та графічне визначення сумарних сил, які діють на КШМ
6.1 Сили тиску газів
Сили тиску газів, які діють на площу поршня, для спрощення динамічного розрахунку змінюють однією силою, яка направленя по осі циліндра та прикладеної по осі поршневого пальця. Її визначають для кожного моме?/p>