реферат : Авто-двигатели - twidler.ru ▲ Вверх
рефераты
сочинения
Решебники (ГДЗ)
топики
краткие содержания
биографии
Название:

Авто-двигатели

Раздел: Промышленность, производство
Тип: реферат
Дата добавления: 24.01.2014
Размер: 247 кб
Изображений: 321 шт
Короткая ссылка:
Оценить работу:
голосов (0)
Просмотров: 949

IMM gr. ITTA-083


Введение


На наземном транспорте 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 двигателей.

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.

Рассмотрение отдельных процессов в двигателях и их расчет позволяют определить предполагаемые показатели цикла, мощность и экономичность, а также давление газов, действующих в над поршневом пространстве цилиндра, в зависимости от угла поворота коленчатого вала. По данным расчета можно установить основные размеры двигателя (диметр цилиндра и ход поршня) и проверить на прочность его основные детали.


1.Принятие и выбор исходных данных:


Исходные данные:


Масса снаряженного транспортного средства: = 3230 кг

Полезный вес ,кг или количество пассажиров вместе с водителем: n = 9

Максимальная скорость: = 44.44м/с

Коэффициент сопротивления качению: = 0.016


Полная масса автомобиля:

кг

Где:

- масса снаряженного автомобиля ,кг, указывается в исходных данных(приложение 1)

- тоннаж или грузоподъемность автомобиля, кг, указывается в исходных данных (приложение 1)

масса пассажиров вместе с водителем определяется выражением:

,кг

Тоннаж для легковых автомобилей и автобусов можно принять из следующих условий:

- для легковых автомобилей.

Механический КПД трансмиссии автомобиля

Тип автомобиля Колесная формула

Легковые автомобили 4*2 0.92…0.94

Принимаю =0,93

Фактор обтекаемости автомобиля kF

Для автомобилей среднего и большого класса kF = 0,9

Максимальная мощность для движения автомобиля


Где:


где

(1.4)


Частота вращения коленчатого вала на максимальной мощности

(1.5)

(1.6)

= (1,1…1,2)∙ =1,1∙753,66=805,933 (1.7)

=70…80 принимаю – 70 (1.8)

Эффективная максимальная мощность двигателя

= = (1.9)

Где:

Тип двигателя

Коэффиценты

a

b

c

ДИЗ

1,0

1,0

1,0


Число тактов двигателя τ= 4

Количество и расположение цилиндров i = 8, V –образный

Диаметр цилиндра D для автотракторных двигателей изменяется в пределах от 60…150 мм и зависит от типа двигателя.Принимаю D = 95мм.

Ход поршня S

Тип двигателя

Ψ=S/D

ДИЗ

с цилиндрами в V

0,75…1,1

Средняя скорость поршня

=


Тип двигателя


ДИЗ

Для автомобилей работающих на газообразном топливе

7…14


1.12Величина =R/


Величина =R/ (R – радиус кривошипа, мм и )принимается для двигателей легковых автомобилей в пределах , для двигателей грузовых автомобилей

Принимаю

1.13 Рабочий объем цилиндра


1.14 Литровая мощность двигателя


=


Ориентировочные значения:

Тип двигателя

,

ДИЗ

Для легковых автомобилей

10…40


1.15 Степень сжатия


Степень сжатия ε

Тип двигателя

ДИЗ

С жиженным газом

5…8

Принимаю = 8

1.16 Коэффициент избытка воздуха λ

Тип двигателя

λ

ДИЗ

С жидким топливом: бензин

0,85…0,98

Принимаю λ=0,9


2……………………Впускного процесса


В этой модели расчета применяются следующие основные гипотезы:

Свежий заряд и остаточные газы считаются идеальными газами

После поступления в цилиндре, кинетическая энергия свежего заряда превращается полностью в тепло

2.1Первоначальные условия состояния

Давление и температура свежего заряда на входе в двигатель, в случае работы без наддува, являются давление и температура окружающей среды и ,которые для стандартизированных условий имеют следующие значения: .

Для двигателей с наддувом ,давление и температура на входе в двигатель являются давление температура ,на выходе из компрессора. В случае присутствия промежуточного холодильника, воздух из нагнетателя поступает в него, а затем в цилиндр двигателя. В этом случае давление и температура на входе в двигатель являются давление за холодильником.


2.2Давление остаточных газов .

Давление остаточных газов устанавливается в зависимости от числа и расположение клапанов, газодинамических сопротивлений во впускном и выпускном коллекторах, в том том числе и сопротивления глушителя, фаз газораспределения, характера наддува, быстроходности двигателя, нагрузки, системы охлаждения и других факторов.

На номинальном режиме без наддува давление остаточных газов определяется выражением:

МПа (2.8)

МПа


2.2.2 Температура остаточных газов .

Температура остаточных газов зависит от типа двигателя, степени сжатия, коэффициента избытка воздуха и частоты вращения.

Тип двигателя

ДИЗ

Жидкое топливо

900…1100

Принимаю .


2.3.Температура подогрева свежего заряда .

Подогрев свежего заряда происходит при его контакте со стенками впускного тракта и цилиндра, а также из-за остаточных газов. Величина зависит от расположения и конструкции впускного коллектора, системы охлаждения, быстроходности двигателя и вида наддува. Повышение температуры улучшает процесс испарения топлива, но снижает плотность заряда, что отрицательно влияет на наполнение.


Таблица подогрева свежего заряда .

Тип двигателя

,

ДИЗ

Без наддува

0…20

Принимаю , K


2.4. Давление свежего заряда в конце впуска .

Давление свежего заряда в конце впуска является основным фактором, определяющий количество рабочего тела, поступающего в цилиндр двигателя.


2.4.1. Коэффициент газодинамических сопротивлений на впуске и средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы .


принимаю

принимаю .


2.4.2.Плотность свежего заряда .

Плотность свежего заряда определяется выражением для двигателей без наддува:

,кг/ (2.10)

Где: R= 287 Дж/кг K

,


2.4.3. Потери давления .

Потери давления вследствие газодинамического сопротивления на впуске определяется выражением для двигателей без наддува:


, МПа (2.11)

,МПа


Где : - коэффициент затухания скорости движения заряда в минимальном сечении впускной системы;

- коэффициент газодинамического сопротивления впускной системы, отнесенный к наиболее узкому сечению.


2.4.4. Давление свежего заряда в конце пуска .

Давление свежего заряда в конце впуска определяется выражением для двигателей без наддува:

,МПа (2.12)


,МПа


2.5.Коэффициент остаточных газов .

Коэффициент остаточных газов характеризует качество отчистки цилиндра от продуктов сгорания. С увеличением уменьшается количество свежего заряда, поступающего в цилиндр двигателя в процессе впуска. Коэффициент остаточных газов определяется для двигателей без наддува выражением:


(2.13)

Где: коэффициент дозарядки;

коэффициент отчистки;



Таблица коэффициента остаточных газов.

Тип двигателя

ДИЗ

С жидким топливом

0,04…0,10

2.6. Температура свежего заряда в конце впуска .

Температура свежего заряда в конце впуска определяется для двигателей без наддува выражением:


, К (2.14)



Величина зависит от температуры рабочего тела, коэффициента остаточных газов, степени подогрева заряда и в меньшей степени от температуры остаточных газов.

Таблица температуры свежего заряда в конце впуска .

Тип двигателя

,К

ДИЗ

С жидким топливом

320…370


2.7. Коэффициент наполнения .

Коэффициент наполнения или КПД наполнения определяется отношением действительного количества свежего заряда, поступившего в цилиндр, к тому количеству, которое могло бы поместиться в рабочем объеме цилиндра при условии, что температура и давление в нем равны температуре и давлению среды, из которой поступает свежий заряд.

Коэффициент наполнения определяется для двигателей без наддува выражением:


(2.15)



Таблица коэффициента наполнения .

Тип двигателя

ДИЗ

Карбюраторный

0,70….0,90


3. Параметры процесса сжатия

В период процесса сжатия в цилиндр двигателя повышается температура и давление рабочего тела, что обеспечивает надежное воспламенение и эффективное сгорание топлива.


3.1. Коэффициент политропы сжатия .

Коэффициент политропы сжатия воздействован взначительной мере частотой вращения коленчатого вала двигателя, степенью сжатия, размеров и материала деталей кривошипно- шатунного механизма, теплообмена между рабочим телом и стенок цилиндра и т.д. Вследствие обработки значительного числа экспериментальных данных литература указывает для коэффициента политропы сжатия следующие значения:


Таблица коэффициента политропы сжатия.

Тип двигателя

ДИЗ

С жидким топливом

1,28…1,38

Принимаю:


3.2. Давление смеси в конце процесса сжатия .

Давление смеси в конце процесса сжатия определяется выражением:


,МПа (3.1)


,МПа


3.3. Температура смеси в конце процесса сжатия .

Температура смеси в конце процесса сжатия определяется выражением:

,К (3.2)



Таблица давления и температуры смеси в конце процесса сжатия.

Тип двигателя

,МПа

,К

Бензиновый карбюраторный двигатель

0,9…2,0

600…800


3.4. Средняя мольная теплоемкость рабочей смеси в конце процесса сжатия .

Средняя мольная теплоемкость рабочего тела называется отношение количества теплоты, сообщаемой телу в заданном процессе, к изменению температуры при условии, что разность температур является конечной величиной. Величина теплоемкости зависит от температуры и давления тела, ее физических свойств и характера процесса.


3.4.1. Средняя мольная теплоемкость свежей смеси в конце процесса сжатия .

Средняя мольная теплоемкость свежей смеси в конце процесса сжатия определяется выражением:


, (3.3)

Где


,


3.4.2. Средняя мольная теплоемкость остаточных газов в конце процесса сжатия .

Средняя мольная теплоемкость остаточных газов в конце процесса сжатия определяется методом интерполяции.

Средняя мольная теплоемкость остаточных газов при низшем соответственно высшем определяется выражением:


, (3.4)


,


Где: и средняя мольная теплоемкость остаточных газов при низшем соответственно высшем в зависимости от низшем соответственно высшем коэффициента избытка воздуха согласно табличным данным.

для бензина.

Средняя мольная теплоемкость остаточных газов в конце процесса сжатия определяется выражением:


, (3.5)


,


3.4.3. Средняя мольная теплоемкость рабочей смеси в конце процесса сжатия .

Средняя мольная теплоемкость рабочей смеси в конце процесса сжатия определяется выражением:


, (3.6)


,


4. Параметры процесса сгорания.


4.1. Состав и низшая теплота сгорания топлива .

4.1.1.Состав топлива.

Жидкое топливо и сжиженный газ имеют следуют следующий массовый состав элементов:


, кг (4.1)


C , H , H, S – массовая доля химических элементов и воды W в 1 кг топлива.


Элементарный состав жидкого топлива в массовых долях представлен в таблице:

Показатели

Сжиженный газ

Массовый состав на 1 кг топлива

C

H

O

W

S


0,830

0,170

0

0

0

Средняя молярная масса ,кг/кмоль

44,1…52,6

Низшая теплота сгорания , кДж/кг

46000


4.1.2. Низшая теплота сгорания топлива .

Низшая теплота сгорания топлива это количество тепла, которое выделяется при полном сгорании топлива, без учета тепла конденсации паров воды.

Низшая теплота сгорания при сгорании 1 кг жидкого топлива или сжиженного газа в кДж/кг определяется эмпирическим выражением или принимается согласно табличным данным.


(4.2)


Где: C, H, O, S – массовая доля химических элементов и воды W в 1 кг топлива.


4.2. Параметры рабочего тела.


4.2.1. Минимальное количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива .

Минимальное количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива , учитывает объемную долю кислорода в воздухе, определяется для жидких топлив выражением:


(4.4)



4.2.2. Действительное количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива L.

Действительное количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива , определяется для жидких топлив выражением:


(4.5)



4.2.3. Количество свежего заряда, отнесенное на 1 кг топлива .

Количество свежего заряда, отнесенное на 1 кг топлива , для ДИЗ определяется выражением


(4.5)


Где: средняя молярная масса, кДж/кмоль, согласно табличным данным.



4.2.4. Количество остаточных газов при сгорании топлива .

Количество остаточных газов при сгорании топлива для определяется выражением:


(4.6)



4.2.5. Изменение количества молей рабочего тела при сгорании .

Изменение количества молей рабочего тела при сгорании определяется выражением:


(4.7)



4.2.6. Теоретический коэффициент молекулярного изменения свежего заряда .

Теоретический коэффициент молекулярного изменения свежего заряда определяется выражением:


(4.8)



4.2.7. Действительный коэффициент молекулярного изменения свежего заряда .

Действительный коэффициент молекулярного изменения свежего заряда определяется выражением:


(4.9)



Величина действительного коэффициента молекулярного изменения свежего заряда изменяется в пределах табличных данных:

Тип двигателя

ДИЗ

1,02…1,12


4.3. Количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания и теплота неполноты сгорания .


4.3.1. Количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания .

Количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания определяется выражением:


(4.10)



4.3.2. Теплота неполноты сгорания .

Теплота неполноты сгорания определяется выражением:


(4.11)


4.4. Коэффициент использования теплоты .

Коэффициент использования теплоты оценивает потери тпла во время процесса сгорания, при диссоциации продуктов сгорания, при утечки газов в двигателях с раздельными камерами и т.д.

Величина этого коэффициента принята учитывая работу двигателя, конструктивные особенности, системы охлаждения, форму камеры сгорания, коэффициента избытка воздуха и обороты коленчатого вала двигателя .


Тип двигателя

ДИЗ

карбюраторный

0,80…0,95

Принимаю:


4.5. Степень повышения давления .

Степень повышения давления принимается согласно табличным данным, учитывая, что чем выше, тем больше расширение газов, повышается индикаторный КПД, но и слишком большая величина приводит к неполноте сгорания и потери топлива.


Тип двигателя

ДИЗ

С жидким топливом

3,2…4,2


Принимаю


4.6. Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания .

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания для ДИЗ с определяется:


(4.12)


4.7. Температура в конце сгорания .

Температура в конце сгорания исходит из уравнения сгорания для ДИЗ:


(4.13)



После подстановки принятых данных и преобразований получается следующее уравнение:


(4.14)


Где : А,В,С – численные значения известных величин.

Из которой температура определяется выражением:


(4.17)


4.8. Давление в конце сгорания .

Давление в конце сгорания для LBP определяется выражением:


(4.18)



У этих двигателей определяется степень повышения давления и сравнивается с табличными данными:


(4.19)



4.9. Максимальное действительное давление в конце сгорания .


Максимальное действительное давление в конце сгорания ,учитывает полноту индикаторной диаграммы, определяется для ДИЗ выражением:


(4.20)



4.10.Степень предварительного и последующего расширения.


4.10.1. Степень предварительного .

Степень предварительного определяется выражением:


(4.21)



4.10.2. Степень последующего расширения .

Степень последующего расширения определяется выражением:


(4.22)



Значение параметров процесса сгорания для современных двигателей изменяется в пределах табличных параметров.


Таблица параметров процесса сгорания.

Тип двигателя


,МПа

ДИЗ

2400…3100

3,5…7,5

3,0…6,9


5.Параметры процесса расширения.

В результате процесса расширения тепловая энергия топлива преобразуется в механическую работу.


5.1. Коэффициент политропы расширения .

В расчетах данный параметр принимается, учитывая, что при увеличении частоты вращения и коэффициента избытка воздуха коэффициент уменьшается, а при использовании интенсивности жидкостного охлаждения и повышении отношения S/D, возрастает. Хотя в течении процесса расширения величина непостоянная, в расчетах используется среднее значение, принятое в указанных табличных пределах.


Таблица коэффициента политропы расширения .

Тип двигателя

ДИЗ

С жидким топливом

1,23…1,35


Принимаю


5.2. Давление в конце расширения .

Давление в конце расширения определяется для ДИЗ выражением:


(5.1)



5.3. Температура в конце расширения .

Температура в конце расширения определяется для ДИЗ выражением:


,К (5.2)


Значение параметров процесса расширения для современных двигателей изменяется в табличных пределах.

Тип двигателя

, МПа


ДИЗ

0,35…0,60

1200…1700


6.Параметры выпускного процесса.

Во время выпускного процесса, очистка цилиндра от отработавших газов происходит в двух этапах: этап или период свободного выпуска, когда при открытии с опережением выпускного клапана на 40 - 60 ОКВ у бензиновых двигателей и 30 - 50 ОКВ у ДД, продукты сгорания под высоким давлением удаляются с критической скоростью 600…700 м/с, снижаясь до 60 - 100 м/с в НМТ. В данном периоде, который заканчивается в НМТ, цилиндр очищенный примерно на 60 – 70% от продуктов сгорания; этап, когда поршень перемещается к ВМТ, используя выпуск продуктов сгорания до закрытия выпускного клапана на 15 - 30 ОКВ у бензиновых двигателей и 10 – 35 ОКВ у ДД, после ВМТ.


6.1. Проверка точности принятия величины температуры остаточных газов.


6.1.1. Допустимая температура остаточных газов .

В конце выпуска в цилиндре остается некоторое количество газов давлением и температурой , величины которых приняты в начале теплового расчета.

Проверка точности принятия величины температуры остаточных газов осуществляется подсчитав температуру газов на выходе выражением:


(6.1)


6.1.2. Погрешность при принятии температуры остаточных газов .

Погрешность при принятии температуры остаточных газов определяется выражением:

(6.2)


7. Расчет качественных показателей

и определение размеров двигателя.


7.1. Индикаторные параметры двигателя.


7.1.1. Среднее индикаторное давление .

Среднее индикаторное давление представляет индикаторную механическую работу на единицу объема цилиндра.

Теоретическое среднее индикаторное давление определяется для ДИЗ выражением:


(7.1)



Действительное среднее индикаторное давление определяется выражением:

(7.2)



Где: коэффициент полноты индикаторной диаграммы, который принимается согласно табличным данным.

Тип двигателя

ДИЗ

0,94…0,98

Ориентировочные значения среднего индикаторного давления, на полной нагрузке представлены в таблице.

Тип двигателя

,МПа

ДИЗ

нефорсированные

0,6…1,4


7.1.2. Индикаторный КПД .

Индикаторный КПД представляет отношение между индикаторной механической работой и тепло внесенное в цикл, соответственно доступное тепло единицы массы топлива. Индикаторный КПД определяется для двигателей без наддува выражением:


(7.3)


Где:



Значение индикаторного КПД для современных двигателей, на номинальном режиме, изменяется в пределах таблицы:


Тип двигателя

ДИЗ

0,30…0,45


7.1.3. Индикаторный удельный расход топлива

Индикаторный удельный расход топлива определяется для двигателей с жидкостным топливом выражением:


(7.4)



Индикаторный удельный расход топлива на номинальном режиме изменяется в пределах таблицы:

Тип двигателя


ДИЗ

210…320


7.2. Эффективные показатели двигателя.

Параметры, характеризующие работу двигателя, отличаются от индикаторных наличием необходимых затрат полезной работы на преодоление различных механических сопротивлений и на совершение процессов впуска и выпуска.


7.2.1. Среднее давление механических потерь .

Среднее давление механических потерь определяется выражением:


(7.5)

Где: a,b- коэффициенты, значения которых указанные в таблице.


Среднее давление механических потерь определяется без учета качества масла, теплового состояния двигателя, качество поверхностного трения и наддува.

Тип двигателя



ДИЗ:

i




Sch

Data Litera

Coala

Coli


Расчёт ДВС на сжиженном газе

№ document.

Semnat

Coala

Executat

Controlat



Valean M.


Plămădeală



Работы, похожие на: Авто-двигатели
Плавный пуск двигателя постоянного тока по системе "Широтно-импульсный преобразователь - двигатель постоянного тока"
Разработка участка испытания двигателей в проекте авторемонтного предприятия (АРП) по ремонту двигателей автомобилей ГАЗ-3307
Ремонт двигателя Стук двигателя Стук глухого тона Частота стука возрастает с увеличением оборотов
Обслуживание и ремонт электрических двигателей (ремонт синхронного двигателя)
Проект централізованого технічного обслуговування маршрутних транспортних засобів на базі філії "ТЕМП-АВТО" відкритого акціонерного товариства "РІВНЕ-АВТО"
Легендарный авто конструктор Джон Де Лореан
Проектирование станции технического обслуживания и текущего ремонта одномарочных авто
Определение технического состояния рабочей тормозной системы и стояночной тормозной системы авто
Пути укрепления финансового состояния предприятия ООО "АС-Авто"
План санації підприємства ВАТ "Авто-Електромаш"

комментариев еще никто не писал, будьте первым