Расчет автомобильного двигателя
Курсовой проект - Транспорт, логистика
Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика
Задание на курсовой проект
Спроектировать двигатель для легкового автомобиля по следующим исходным данным.
Исходные данные
.Тип двигателя и его назначение ….…. бензиновый для легкового автомобиля
2.Диаметр цилиндра , м ……… 0,082
.Ход поршня , м ……….……. 0,070
.Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна ? ….. 0,280
.Число цилиндров …….………. L-4
.Частота вращения , об/мин…. 5800
.Число клапанов на цилиндр ……. 2
.Средняя скорость заряда в клапане , м/с… 100
.Коэффициент избытка воздуха …. 0,95
.Повышение давления в компрессоре . 1,0
.Подогрев при впуске , град….. 5
.Коэффициент сопротивления при впуске . 2,3
.Давление остаточного газа , МПа…… 0,110
.Коэффициент очистки остаточных газов …….… 0,93
.Коэффициент дозарядки ……………. 1,02
.Степень сжатия ………..……..….. 9,4
.Молекулярная масса топлива , кг/моль………... 120
.Молекулярная масса воздуха , кг/моль…….... 28,97
.Низшая теплота сгорания бензина , кДж/кг .… 44000
.Атмосферное давление , МПа….……….... 0,1
.Температура окружающего воздуха , К ………. 293
.Универсальная газовая постоянная воздуха , кДж/(кгК) . 287
.Состав бензина….….… С=0,855; Н=0,145
Введение
Наибольшее распространение получили двигатели внутреннего сгорания. Эти двигатели отличаются компактностью, высокой экономичностью, долговечностью и применяются во всех отраслях народного хозяйства.
В настоящее время - особое внимание уделяется уменьшению токсичности выбрасываемых в атмосферу вредных веществ и снижению уровня шума работы двигателя.
Специфика технологии производства двигателей и повышение требований к качеству двигателей при возрастающем объеме их производства, обусловили необходимость создания специализированных моторных заводов. Успешное применение двигателей внутреннего сгорания, разработка опытных конструкций и повышение мощностных и экономических показателей стали возможны в значительной мере благодаря исследованиям и разработке теории рабочих процессов в двигателях внутреннего сгорания.
Выполнение задач по производству и эксплуатации транспортных двигателей требует от специалистов глубоких знаний рабочего процесса двигателей, знания их конструкций и расчета двигателей внутреннего сгорания.
С целью углубленного изучения конструкции и работы двигателя при различных режимах эксплуатации в данном проекте рассмотрены принципы разработки и методы выбора оптимальных вариантов конструкторских решений при расчете бензинового двигателя, а также правилами оформления технологической документации в соответствии с государственными стандартами ЕСКД, ЕСТД, отраслевыми стандартами и другой нормативно-технической документацией.
Для создания чертежей двигателя (продольный и поперечный разрезы) использовалась система КОМПАС-ЗD. Система обладает собственным математическим ядром и параметрической технологией. Основная задача, решаемая системой - это моделирование изделий с целью сокращения периода проектирования и скорейшего их запуска в производство. Расчет и построение графиков производились в программе Advanced Grapher и Microsoft Excel, их корректировка и доработка в - Adobe Photoshop и Adobe Illustrator.
В настоящее время требования к автомобилям и их двигателям становятся все более жесткими. Так при прочих равных условиях стараются получить незначительную собственную массу автомобиля, большой полезный объём салона, низкий уровень шума, вибрации, токсичности отработавших газов и в целом повышенную комфортность автомобиля. Двигатели должны быть экономичными, надёжными, динамичными для обеспечения режимов эксплуатации в условиях городской езды.
1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ
На основании исходных данных производим следующие расчеты.
1.1 Параметры рабочего тела
Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива:
кмоль воздуха/кг топлива;
кг воздуха/кг топлива.
Рассчитываем количество свежего заряда (воздуха):
кмоль воздуха /кг топлива.
Рассчитываем количество горючей смеси:
кмоль/кг.
1.2 Параметры отработавших газов
При <l количество отдельных компонентов продуктов сгорания в расчете на 1 кг топлива равно:
оксида углерода:
;
где k- экспериментальный коэффициент, зависящий от отношения углерода С и водорода Н в топливе, определяется по формуле:
;
кмоль/кг;
углекислого газа:
кмоль/кг;
водорода:
кмоль/кг;
водяного пара:
кмоль/кг;
азота: кмоль/кг;
кислорода: кмоль/кг.
Общее количество продуктов сгорания дизельного топлива и бензина:
двигатель динамический шатунный шейка
Коэффициент молекулярного изменения горючей смеси:
.
Коэффициент молекулярного изменения горючей смеси для бензиновых двигателей .
1.3 Расчет первого такта (впуск ).
Определяем потери давления во впускном тракте при впуске:
;
кг/м3;
МПа.
Рассчитываем давление в конце впуска в цилиндре двигателя:
МПа.
Рассчитываем коэффициент остаточного газа в двигателе:
Предварительно принимается:
= 900...1100 К - для бензиновых ДВС.
Принимаем = 1100 К;
Определяем температуру в конце впуска в двигателе:
К;
.
Рассчит