Проектирование двигателя внутреннего сгорания
Курсовой проект - Транспорт, логистика
Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Кафедра "Колесных и гусеничных машин"
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине
"Теория и конструкция машин и оборудования отрасли"
Тема: Проектирование двигателя внутреннего сгорания
2012
СОДЕРЖАНИЕ
Оглавление
ЗАДАНИЕ
ВВЕДЕНИ
. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ
.1 Исходных данных расчета
.2 Расчет параметров рабочего процесса карбюраторного двигателя
.3 Расчет индикаторных и эффективных показателей
.4 Тепловой баланс двигателя
.5 Расчет и построение внешних скоростных характеристик
. КИНЕМАТИКА ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ
.1 Перемещение поршня
.2 Скорость поршня
.3 Ускорение поршня
. ДИНАМИКА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА
.1 Приведенные массы КШМ
.2 Силы и моменты, действующие в КШМ
Список литературы
Кафедра "Колесных и гусеничных машин"
ЗАДАНИЕ
на курсовую работу
по дисциплине
"Теория и конструкция машин и оборудования отрасли"
для студентов ИСОП специальности 1704
Тема: Спроектировать ДВС четырехтактного поршневого автотракторного двигателя по исходным данным:
Исходные данные:
Тип двигателя карбюраторный;
Максимальная эффективная мощность Nmax 50кВт;
Частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности nN 5000 мин-1;
Степень сжатия ? 9;
Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна ?отн 0,24
Руководитель работы:
"______"___________________2009 г.
ВВЕДЕНИЕ
Тепловой расчет позволяет с достаточной степенью точности аналитическим путем определить основные параметры вновь проектируемого двигателя, а так же проверить степень совершенства действительного цикла реального работающего двигателя.
В данной работе рассчитывается четырехцилиндровый четырехтактный двигатель.
1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ
1.1 Исходных данных расчета
- e=9,0 - степень сжатия;
a=0,8 - коэффициент избытка воздуха;
hv =0,7- коэффициент наполнения;
p0 =0,1МПа и T0 =288К- давление и температура окружающей среды;
DT=30К - повышение температуры заряда при всасывании;
pr =0,12МПа и Tr =1000К- давление и температура остаточных газов в конце впуска;
n1 =1,3 и n2 =1,3- показатели политропы сжатия и расширения;
x=0,9 - коэффициент выделения тепла при сгорании;
l=4,0 - степень повышения давления;
r=1,0 - степень предварительного расширения;
hм =0,8- механический коэффициент полезного действия (КПД);
n=0,95 - коэффициент скругления индикаторной диаграммы;
Hu =44000- теплотворная способность (низшая теплота сгорания) топлива;
C=0,855, H=0,145, O=0 - элементарный состав топлива (углерод, водород, кислород).
1.2 Расчет параметров рабочего процесса карбюраторного двигателя
А. Процесс впуска:
,
,
pк = 1,5p0 =20,1=0,2МПа
,
где gr - коэффициент остаточных газов, равный 0,1
Б. Процесс сжатия:
= const.с = pа, pс = ,с = .
Тс = .
В. Процесс сгорания:
0д = С + 8Н - О, кг,
l0 = (кг воздуха)/(кг топлива),
или в молях:
0 = (кмоль воздуха)/(кг топлива),
М1 = aL0 + (кмоль горючей смеси)/(кг топлива)
Mr = grM1.=0,10,42=0,042с = M1 + Mr.=0,42+0,042=0,462= = M2 + Mr.=0,46+0,042=0,5
m0 = .
m = .
,
Г. Процесс расширения
= const, т.е. pz = pb. = pz ,
pb = .
Тb =
Д. Процесс выпуска:
= .
1.3 Расчет индикаторных и эффективных показателей
двигатель внутренний сгорание поршень
;
1.4 Тепловой баланс двигателя
Q0 = Qе + Qг + Qн + Qост + Qохл,
.
Qе = Q0hе=2437,10,00003=0,02
= .
Qост = (0,02 0,08)Gе.
Qохл = Q0 - (Qе + Qг + Qн + Qост),
1.5 Расчет и построение внешних скоростных характеристик
,
г/(кВт*ч)
neNeMege5506,93120,4231,5140019,4132,183,0220031,3135,751,2300041,5132,138,2380048,3121,332,4460049,8103,430,6500048,091,731,1
2. КИНЕМАТИКА ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ
2.1 Перемещение поршня
В двигателях внутреннего сгорания возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала посредством кривошипно-шатунного механизма.
sx - текущее перемещение поршня (точка А обозначает ось поршневого пальца);
j - угол поворота кривошипа, отсчитываемый от оси цилиндра в направлении вращения коленчатого вала по часовой стрелке;
b - угол отклонения оси шатуна от оси цилиндра;
w = pn/30=3,145000/30=523,3 рад/с - частота вращения (угловая скорость) коленчатого вала;
R=160мм - радиус кривошипа;
S = 2R=320мм - ход поршня;
Lш=666,7мм - длина шатуна;
lотн = R/Lш=0,24 - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна;
R+Lш=160+666,7=826,7 - расстояние от оси коленчатого вала до верхней мертвой точки (в.м.т.).
Рис. 2. Схема кривошипно-шатунного механизма двигателя
?0306090120150180210240270300330360sx00,030,10,180,250,310,320,310,250,180,10,030
2.2 Скорость поршня
?0306090120150180210240270300330360vп050,567,383,749,933,2033,249,983,767,350,50
2.3 Ускорение поршня
?0306090120150180210240270300330360j2,81,90,9-0,6-1,4-1,8-1,7-1,8-1,4-0,60,91,92,8
.
3. ДИНАМИКА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА
3.1 Приведенные массы КШМ
,
.
.
,
.
,
.
3.2 Силы и моменты, дей