Тепловой расчет автомобильного двигателя
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Тепловой расчет автомобильного двигателя
Введение
тепловой расчет автомобильный двигатель
Основой любого транспортного средства, в том числе наземного, является силовая установка - двигатель, преобразующий различные виды энергии в механическую работу. Успешное проектирование, разработка новых конструкций и создание опытных образцов двигателей внутреннего сгорания были в значительной мере обеспечены серьезными научно-исследовательскими работами в области теории рабочего процесса двигателей.
Современные наземные виды транспорта обязаны своим развитием главным образом применению в качестве силовых установок поршневых двигателей внутреннего сгорания. Именно поршневые ДВС до настоящего времени являются основным видом силовых установок, преимущественно используемых на автомобилях, тракторах, сельскохозяйственных, дорожно-транспортных и строительных машинах. Эта тенденция сохраняется сегодня и будет еще сохраняться в ближайшей перспективе.
Целью данного курсового проектирования является расчет проектируемого автомобильного двигателя.
Объектом данного курсового проекта является двигатель внутреннего сгорания карбюраторный с жидкостной системой охлаждения. В ходе выполнения проекта выполнены:
тепловой и динамический расчеты двигателя;
расчеты основных деталей двигателя;
расчет системы жидкостного охлаждения;
конструкторский расчет двигателя.
1 Задание на тепловой расчет
Тип двигателя - газовый;
Давление за компрессором - р0=0,1 МПа
Номинальная мощность - Ne =235 кВт
Номинальная частота вращения - п=1800 мин-1
Число цилиндров - i=8
Степень сжатия- =10
Охлаждение - жидкостное
2 Тепловой расчет рабочего цикла
.1 Рабочее тело и его свойства
.1.1 Топливо
Топливом для рассчитываемого двигателя служит компримированный (сжатый) природный газ. Элементарный состав топлива представлен в таблице А.2.1
Таблица А.2.1 - Химический состав природного газа
Объемные доли компонентов природного газа ,м3метан СН4этан С2 Н6пропан С 3Н8бутан С 4Н10тяжелые углеводороды С 5Н12углекислый газ СО2азот N20.910.0240.010.0030.0040.010.039
Проверка условия ? Сn Нm Оr + N2 =1 м3
,91+0,024+0,01+0,003+0,004+0,01+0,039=1 м3
2.1.2 Горючая смесь
Для приготовления горючей смеси используются топливо и воздух. Для полного сгорания топлива необходимо определенное количество воздуха, которое называется теоретически необходимым, и определяется по элементарному составу топлива l0 в кг (возд/кг топл) по формуле
,
или в Lo кмоль возд/кг топл
.
В зависимости от условий работы двигателя на каждую единицу топлива приходится количество воздуха, большее или меньшее теоретически необходимого. Отношение действительного количества воздуха, участвующего в сгорании одного килограмма топлива, к теоретически необходимому количеству воздуха называется коэффициентом избытка воздуха ?.
Значение коэффициента ? зависит от типа смесеобразования, условий воспламенения и сгорания топлива, а также от режима работы двигателя.
Исходя из вышеуказанных условий принимаем ?=1,2.
Действительное количество воздуха L в кмоль возд/кг топл определяется по формуле:
.
Количество горючей смеси М1 в кмоль гор.см/кг топл определяется по формуле:
,
2.1.3 Продукты сгорания
При неполном сгорании топлива продукты сгорания представляют собой смесь углекислого газа СО2, водяного пара Н2О, оксида углерода СО, избыточного кислорода О2 и азота N2.
Количество отдельных составляющих продуктов сгорания в кмоль пр.сг/кг топл определяются по следующим формулам:
;
;
;
,
Общее количество продуктов сгорания М2 неполного сгорания в кмоль пр.сг/кг топл определяется по формуле:
.
Подставив значения в уравнение для расчета М2 получим
Изменение количества молей рабочего тела при сгорании ?М в кмоль раб. тело/кг топл определяется по формуле:
.
Относительное изменение количества молей при сгорании горючей смеси характеризуется химическим коэффициентом молекулярного изменения горючей смеси ?0 , который определяется по формуле:
.
.2 Процесс впуска
За период процесса впуска осуществляется наполнение цилиндра свежим зарядом.
2.2.1 Давление и температура окружающей среды
Принимаются значения атмосферного давления и температуры в нормальных (стандартных) условиях: р0=0,1МПа и Т0=293К.
При работе двигателя без наддува в цилиндр поступает воздух из атмосферы. В этом случае при расчете рабочего цикла двигателя давление и температура окружающей среды принимаются р0=0,1МПа и Т0=293К.
Так как расчет ведется для двигателя без наддува, то справедливо условие:
рк=р0 и Тк=Т0.
2.2.2 Давление и температура остаточных газов
В цилиндре двигателя перед началом процесса наполнения всегда содержится некоторое количество остаточных газов, находящихся в объеме камеры сгорания. Величина давления остаточных газов устанавливается в зависимости от числа и расположения клапанов, сопротивлений впускного и выпускного трактов, фаз газораспределения, характера наддува, быстроходности двигателя, нагрузки, ?/p>