Тепловой и динамический расчет автотракторных двигателей
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
Министерство сельского хозяйства РФ
Департамент научно-технологической политики и образования
Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия
Кафедра Тракторы, автомобили и теплотехника
Курсовая работа
Тепловой и динамический расчет автотракторных двигателей
Выполнил:
студент группы Мт-45
Акимов М.В.
Волгоград 2009
ВВЕДЕНИЕ
Исходные данные для теплового и динамического расчета при проектировании двигателя определяются тяговым расчетом автомобиля и трактора.
На основании тягового расчета устанавливается эффективная мощность двигателя: Ne, номинальная частота вращения n. Затем производится выбор типа двигателя - прототипа (дизельный или карбюраторный), вида топлива (дизельное топливо, бензин, газ, спирт...), числа цилиндров, тактности и наиболее важных конструктивных параметров (R/L.S/D. расположение цилиндров).
Учитывая специфику подготовки инженера - механика агропроизводства, основной деятельностью которого, является эксплуатация машинно-тракторного парка. И для которого знание тепловых и динамических процессов двигателя необходимо при установлении характера его неисправности, в задании предусматривают исходные данные уже известными: в любом варианте его указывается тип двигателя, эффективная мощность Ne, частота вращения n, число цилиндров i, тактность двигателя, коэффициент ?.
При использовании в расчетах ЭВМ расширяются возможности варьирования исходными данными, появляется возможность проведения оптимизационных расчетов с целью достижения наилучших параметров вновь проектируемых современных двигателей внутреннего сгорания.
Заданием предусматривается выполнение каждым студентом всего вариантного расчета и аналитической оценки влияния, задаваемых исходных на показатели проектируемого двигателя.
1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ.
.1 Выбор основных параметров теплового расчета
автотракторный двигатель тепловой динамический
Расчет поршневого двигателя выполняется обычно для одной или нескольких частот вращения вала при полных нагрузках и неизменных конструктивных параметрах. Однако для прогнозирования и оптимизации показателей отдельных процессов и двигателя в целом на стадии проектирования в эксплутационных условиях необходимо выполнить расчёты не только для разных частот вращения вала, но и для разных нагрузочных режимов конструктивных параметров. Выполнение таких расчетов без применения ЭВМ невозможно.
Основой для задания служит номинальный режим работы двигателя. Вид топлива и исходные конструктивные и эксплутационные показатели (степень сжатия 8, коэффициент избытка воздуха ?, параметры окружающей среды Ро. То, параметры сжатого заряда вне цилиндра Рк. Тк, подогрев заряда параметры остаточных газов Pг, Tг, Y, коэффициенты , отношения ?. S/D и др.) выбираются по существующим опытным данным и исходя из назначения двигателя.
Методические указания не дают строгих рекомендаций для выбора того, или иного параметра, а приводят лишь соображения, на основании которых он выбирается, и литературу, где его значения обосновываются.
Основные величины теплового расчета рабочего процесса двухтактных двигателей, за исключением параметров процесса выпуска и продувки, определяются так же, как и для четырёхтактных двигателей.
В автотракторных ДВС в зависимости от климатических условий используются дизельные топлива восьми марок: (Л, ДЛ, 3, ДЗ, ЗС, А, ДА, ДС), бензины, в зависимости от детонационной стойкости - четырех марок: (А-70, А-76, АИ-93, АИ-98), спирты этиловый и метиловый (крайне ядовит), газы природные и генераторные.
В качестве современного и практически безвредного для окружающей среды своими продуктами сгорания топлива выступает водород.
Элементарный состав и основные показатели жидких топлив представлены в таблице 1 и 3, газообразных в таблице 2.
I. Элементарный состав жидких топлив
ТопливоСодержание топлива, %Нu кДж/кгСНОДизельное85,713,31,041660Бензин85,414,20,343520Керосин84,914,40,743540
. Элементарный состав газообразных топлив
ГазСостав по объему, %НuH2CH4С3Н8C4H10СОCO2N2O2кДж/м3ПриродныйСаратовский93,20,61,1--4,4-35050Ставропольский-97,7---0,71,6-34800ГенераторныйИз торфа153,0--28746,40,26314Из дров122,0--201154,50,24681Жидкий газ--5831----94208Водород1009881
Степень сжатия. При выборе степени сжатия для двигателей учитывают ее влияние на полезное использование теплоты в цикле, достижение надежного самовоспламенения впрыскиваемого топлива в дизелях, динамические и тепловые нагрузки соответственно на детали кривошипно-шатунного механизма и цилиндропоршневой группы.
. Элементарный состав спиртов
СпиртСостав по объему, %Нu СНОкДж/м3Этиловый52,213,0237,23580Метиловый35,512,5050,02030
С точки зрения получения наибольшей экономичности двигателя оптимальное значение степени сжатия ? = 11...13 [2].
В карбюраторных двигателях оптимальное значение степени сжатия недопустимо в связи с возникновением детонации.
В дизелях фактические значения степени сжатия превышают оптимальные в связи с необходимостью создания надежного воспламенения впрыскиваемого топлива на любом режиме работы.
Ориентировочные значения степени сжатия ? для современных автотракторных двигателей приведены в таблице 4.
Следует также помнить о влиянии на степень сжатия конструкти