Конструирование бензинового двигателя для легкового автомобиля
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
я антидетонационными свойствами бензина. В современных карбюраторных двигателях , используя топливо, принимаем .
Низшую теплоту сгорания топлива принимаем равной Hu = 44000 кДж/кг.
Подсчитываем потери теплоты вследствие неполноты сгорания топлива, т.к. ?‹1 [2]:
. (3.14)
Определяем среднюю мольную теплоемкость свежего заряда [2]:
. (3.15)
Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания для бензиновых двигателей определяется по формуле [2]:
. (3.16)
Максимальная температура сгорания подсчитывается по уравнению [2]:
; (3.17)
Где ?- коэффициент использования теплоты при работе двигателя на номинальном режиме. Принимаем ?=0,9.
Подставляем в формулу для определения средней температуры сгорания среднюю мольную теплоемкость продуктов сгорания:
.
После проведения математических преобразований получаем выражение:
;
Величина теоретического максимального давления цикла [2]:
. (3.18)
Степень повышения давления [2]:
. (3.19)
Действительное давление [2]:
рzd = 0.85• рzt = 0.85•6,36 = 5,4 МПа. (3.20)
3.5 Процесс расширения
Степень предварительного расширения для бензиновых двигателей ?=1. Степень последующего расширения для бензиновых двигателей ?=?.
Температура в конце расширения [2]:
. (3.21)
где: n2- средний показатель политропы расширения n2=1.24.
Давление в конце расширения [2]:
. (3.22)
3.6 Процесс выпуска
Параметрами процесса выпуска (pr и Tr ) задаются в начале расчета процесса впуска. Правильность предварительного выбора величин pr и Tr проверяется по формуле проф. Е.К. Мазинга [2]:
. (3.23)
Погрешность 8.68%<10%.
3.7 Индикаторные показатели
Среднее индикаторное давление теоретического цикла для бензиновых и газовых двигателей подсчитывается по формуле [2]:
. (3.24)
Среднее индикаторное давление действительного цикла [2]:
. (3.25)
где : ?п -коэффициент полноты диаграммы, который принимаем для двигателей с искровым зажиганием ?п=0,95.
Индикаторный КПД для бензинового двигателя подсчитывается по формуле [2]:
. (3.26)
Удельный индикаторный расход жидкого топлива [2]:
. (3.27)
3.8 Эффективные показатели
Задаемся величиной механического КПД ?м=0,7…0,85, принимаем ?м=0,85.
Определяем среднее эффективное давление по формуле [2]:
. (3.28)
Эффективный КПД [2]:
. (3.29)
Удельный эффективный расход жидкого топлива [2]:
(3.30)
3.9 Основные размеры цилиндра и показатели поршневого двигателя
По эффективной мощности, частоте вращения коленчатого вала и среднему эффективному давлению определяем литраж двигателя [2]:
. (3.31)
Рабочий объем одного цилиндра [2]:
. (3.32)
Диаметр цилиндра [2]:
. (3.33)
Принимаем D=0,08 м, S= S/D•D =0,072 м.
Литраж двигателя определяем по формуле [2]:
. (3.34)
Определяем эффективную мoщность [2]:
. (3.35)
Эффективный крутящий момент [2]:
Мкр е =3•104/?• Ne/n = 3•104/3.14• 63.1/5800 = 103.9 Н•м.(3.36)
Часовой расход жидкого топлива [2]:
= Ne•ge•10-3= 63,1•291,69• 10-3= 18.41 кг/ч. (3.37)
Средняя скорость поршня [2]:
. (3.38)
Литровая мощность определяется по формуле [2]:
. (3.39)
3.10 Построение индикаторной диаграммы
На основании результатов теплового расчета, в координатах p-v строим индикаторную диаграмму рассчитываемого двигателя.
В начале построения на оси абсцисс откладываем отрезок АВ, соответствующий объему цилиндра, а по величине равен ходу поршня АВ=74 мм.
Отрезок ОА, соответствующий объему камеры сгорания, определяем по формуле [8]:
ОА = = = 10 мм.(3.40)
При построении диаграммы выбираем масштаб давлений mp=0.04 МПа в мм.
Построение диаграммы выполняем графическим методом Брауэра.
Из начала координат проводим луч ОК под углом ?0=15. Далее из начала координат проводим лучи ОД и ОЕ под определенными углами ?1 и ?2 к оси ординат. Эти углы определяем по формулам [8]:
tg ?1 = (1+tg?0)n1-1; (3.41)
tg ?2 = (1+ tg?0)n2-1; (3.42)
?1= (1+ tg 15)1,34-1=21; (2.43)
?2 = (1+ tg 15)1.24-1=20. (3.44)
Политропу сжатия строят с помощью лучей ОК и ОД. Из точки С проводят горизонталь до пересечения с осью ординат; из точки пересечения - линию под углом 45 к вертикали до пересечения с лучом ОД, а из этой точки - вторую горизонтальную линию, параллельную оси абсцисс. Затем из точки С проводят вертикальную линию до пересечения с лучом ОК. Из этой точки пересечения под углом 45 к вертикали проводим линию до пересечения с осью абсцисс, а из этой точки - вторую вертикальную линию, параллельную оси ординат, до пересечения со второй горизонтальной линией. Точка пересечения этих линий будет промежуточной точкой 1 политропы сжатия. Точку 2 находят аналогично, принимая точку 1 за начало построения.
Политропу расширения строят с помощью лучей ОК и ОЕ, начиная от точки Z, аналогично построению политропы сжатия.
После построения политропы сжатия и расширения производим скругление индикаторной диаграммы с учетом предварения открытия впускного клапана, опережения зажигания и скорости нарастания давления, а также наносим линию впуска и выпуска. Для э?/p>