Проект вихрокамерного 4-циліндрового дизельного двигуна для легкового автомобіля
Курсовой проект - Транспорт, логистика
Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика
Курсова робота
з дисципліни Автомобільні двигуни
на тему Проект вихрокамерного 4-циліндрового дизельного двигуна для легкового автомобіля
Зміст
1. Вступ
1.1 Перелік умовних позначень
2. ПЕРШИЙ ЕТАП. ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК
2.1 Параметри робочого тіла
2.1.1 Кількість горючої суміші М1, кмоль. гор. суміші/кг палива
2.1.2 Кількість окремих компонентів продуктів згоряння при обраному ?
2.1.3 Загальна кількість продуктів згоряння, кмоль пр. зг. /кг палива
2.2 Параметри навколишнього середовища і залишкові гази
2.3 Процес наповнення (впуску)
2.4 Процес стиску
2.5 Процес згоряння
2.6 Процес розширення і випуску
2.7 Індикаторні параметри робочого циклу
2.8 Ефективні показники двигуна
2.9 Визначення основних розмірів двигуна
2.10 Побудова індикаторної діаграми двигуна
3. Тепловий баланс
3.1 Загальна кількість теплоти, введеної в двигун із паливом, Дж/с
3.2 Теплота, еквівалентна ефективній роботі за 1с, Дж/с
3.3 Теплота, передана охолодженому середовищу, Дж/с
3.4 Теплота, віднесена до відпрацьованих газів, Дж/с
3.5 Невраховані втрати теплоти, Дж/с
4. Розрахунок та побудова зовнішньої швидкістної характеристики двигуна
5. Порівняння основних показників проектованого двигуна і прототипу
6. ДРУГИЙ ЕТАП. ДИНАМІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ДВИГУНА
6.1 Сили тиску газів
6.2 Приведення мас частин кривошипно-шатуного механізму
6.3 Сили інерції
6.4 Сумарні сили
6.5 Крутний момент одного циліндра
7. ТРЕТІЙ ЕТАП. РОЗРОБКА ТА КОНСТРУЮВАННЯ ДЕТАЛЕЙ ДВИГУНА
8. ЧЕТВЕРТИЙ ЕТАП. РОЗРАХУНОК СИСТЕМ ДВИГУНА
1. Вступ
Однією з приоритетних галузей інтенсивного розвитку країни є автомобільна промисловість. Інтенсивний розвиток автомобільної промисловості стимулює активізацію багатьох інших галузей.
Найголовнішою частиною сучасного авто є силовий агрегат. У більшості випадків це двигун внутрішнього згорання (ДВЗ). Двигун це енергосилова мамашина, яка перетворює будь-який вид енергії в механічну роботу. Для руху авто необхідний двигун джерело механічної енергії. Більшість сучасних автомобілів мають поршневі (теплові) двигуни (дизельні або бензинові).
Початок розвитку ДВЗ відноситься до 60-х років минулого століття. К кінцю 19 століття, коли була організована промислова переробка нафти, ДВЗ, працюючи на рідинному паливі, знайшли широке розповсюдження. В Росії перший бензиновий двигун було зроблено в 1889р. В 1899р. в Петербурзі розробили перший в світі двигун з запалюванням від стиску (дизель).
В області розвитку та оновлення автомобільних двигунів головними задачами є розширення використання дизелів, зниження паливної економічності та удільної маси двигунів, вартість їхнього випуску та експлуатації. На принципово новий рівень ставиться боротьба с токсичними вибросами двигунів в атмосферу, а також задачі по зниженню шума та вібрації в процесі іх експлуатації.
1.1 Перелік умовних позначень
D діаметр циліндра
S хід поршня
R радіус кривошипа
L довжина шатуна
і число циліндрів
? ступінь стиску
? коефіцієнт надлишку повітря
? ступінь підвищення тиску
Ра тиск наприкінці впуску
Рс тиск наприкінці стиску
Рz тиск газів наприкінці згорання
Рb тиск наприкінці розширення
Рr тиск залишкових газів
Ре середній ефективний тиск
Vл літраж
Vh робочий обсяг одного циліндра
Vc обсяг камери сгорання
Va повний обсяг циліндра
Nemax максимальна потужність
n частота обертання колінчатого вала
Memax максимальний крутний момент
Nл літрова потужність
gе ефективна питома витрата палива
?v коефіцієнт наповнення
?і індикаторний ККД
?м механічний ККД
?е ефективний ККД
2. Перший етап. Тепловий розрахунок
Таблиця 1
ПаливоВміст масових часток
вуглецю, водню та
кисню в 1кг паливаМолекулярна маса палива,
mn кг/кмоль
Нижча теплота згорання
Нn , МДж/кг
СОНдизель0,870,1260,004180...20042,5
2.1 Параметри робочого тіла
Теоретично необхідна кількість повітря для згорання 1 кг палива
у кмоль повітря на 1кг палива
L0 = 1/0,21 * [gc/12 + gн/4 gо/32] = 1/0,21*[0,87/12 + 0,126/4 0,004/32] = 4,761904 * [0,075 + 0,0315 0,000125] = 4,761904 * 0,10275 = 0,495 кмоль повітря / кг палива;
У кілограмах повітря на 1кг палива
l0 = 1/0,23 * [(8 * gc)/3 + 8 * gн gо] = 1/0,23 * [(8*0,87)/3 + 8 * 0,126
0,004]= 14, 452 кг повітря / кг палива;
2.1.1 Кількість горючої суміші М1, кмоль. гор. суміші/кг палива
М1 = ?*L0 = 1,3 * 0,50655= 0,643
2.1.2 Кількість окремих компонентів продуктів сгорання при обраному ?
МСО2 = gc/12 = 0,87/12 = 0,072 кмоль/кг пал;
МН2О = gн/2 = 0,126/2 = 0,063 кмоль/кг пал;
МО2 = 0,21 * (? 1) * L0 = 0,21 * (1,3 1) * 0,495 = 0,031 кмоль/кг пал;
МN2 = 0,79 * ? * L0 = 0,79 * 1,3 * 0,495 = 0,508 кмоль/кг пал.
2.1.3 Загальна кількість продуктів згоряння, кмоль пр. зг. /кг палива
М2 = МСО2 + МН2О + МО2 + МN2 = 0,072 + 0,063 + 0,031 + 0,508 = 0,675
2.2 Параметри навколишнього середовища і залишкові гази
Атмосферні умови Р0 = 0,1 МПа; Т0 = 288 К;
Величина підігріву свіжого повітря ?Та = 20 К;
Температура залишкових газів Тr = 800 К;
Тиск залишкових газів Р r = (1,05...1,25) * Р0 = 1,15 * 0,1 = 0,115 МПа
2.3 Процес наповнення (впуску)
Щільність заряду на впуску, кг/м3
?0=р0*106/(В*Т0),де
В=287 Дж/(кг*К)- питома газова постійна повітря.
?0=0,1*106/(287*288)=1,21 кг/м3