Загрузка...
Учебная работа. Реферат: Тепловой и динамический расчёт двигателя внутреннего сгорания
МАДИ (ТУ)
Кафедра : Автотракторные двигатели
Тепловой и динамический расчёт двигателя внутреннего сгорания
преподаватель: Пришвин
Студент: Толчин А.Г.
Группа: 4ДМ1
МОСКВА 1995
Задание №24
1 Тип двигателя и системы питания — бензиновый,карбюраторная.
2 Тип системы охлаждения — жидкостная.
3 Мощность 
=100 [кВт]
4 Номинальная частота вращения n
=3200 [
]
5 Число и расположение цилиндров
V
— 8
6 Степень сжатия — =7.5
7 Тип камеры сгорания — полуклиновая .
8 Коэффицент избытка воздуха — =0.9
9 Прототип — ЗИЛ-130
=================================================
Решение:
1 Характеристика топлива.
Элементарный состав бензина в весовых массовых долях:
С=0.855 ; Н=0.145
Молекулярная масса и низшая теплота сгорания :
=115[кг/к моль] ; Hu=44000[кДж/кг]
2 Выбор степени сжатия.
=7.5 ОЧ=75-85
3 Выбор значения коэффицента избытка воздуха.
4 Расчёт кол-ва воздуха необходимого для сгорания 1 кг топлива
5 Количество свежей смеси
6 Состав и количество продуктов сгорания
Возьмём к=0.47
7 Теоретический коэффициент молекулярного изменения смеси
8 Условия на впуске
P0=0.1 [MПа] ; T0=298 [K]
9 Выбор параметров остаточных газов
Tr=900-1000 [K] ; Возьмём Tr=1000 [K]
Pr
=(1.05-1.25)P0
[MПа] ; Pr
=1.2*P0
=0.115 [Mпа]
10 Выбор температуры подогрева свежего заряда
; Возьмём 
11 Определение потерь напора во впускной системе
Наше
12 Определение коэффициента остаточных газов 13 Определение температуры конца впуска 14 Определение коэффициента наполнения 15 Выбор показателя политропы сжатия 16 Определение параметров конца сжатия 17 Определение действительного коэф-та молекулярного изменения 18 Потери теплоты вследствие неполноты сгорания 19 Теплота сгорания смеси 20 Мольная теплоёмкость продуктов сгорания при температуре конца сжатия 22 Мольная теплоёмкость при постоянном объёме рабочей смеси в конце сжатия 23 Мольная теплоёмкость при постоянном объёме рабочей смеси 24 Температура конца видимого сгорания 25 характерные значения Тz 26 Максимальное давление сгорания и степень повышения давления 27 Степень предварительного -p и последующего - расширения 28 Выбор показателя политропы расширения 29 Определение параметров конца расширения 30 Проверка правильности выбора температуры остаточных газов Т 31 Определение среднего индикаторного давления 32 Определение индикаторного К.П.Д. Наше значение входит в интервал . 33 Определение удельного индикаторного расхода топлива 34 Определение среднего давления механических потерь 35 Определение среднего эффективного давления 36 Определение механического К.П.Д. 37 Определение удельного эффективного расхода топлива 38 Часовой расход топлива 39 Рабочий объем двигателя 40 Рабочий объём цилиндра 41 Определение диаметра цилиндра k=0.7-1.0 ; Возьмём k =0.9 42 Ход поршня 43 Проверка средней скорости поршня 44 Определяются основные показатели двигателя 45 Составляется таблица основных данных двигателя Ne iVh Nл n Pe ge S D GT Единицы измерения кВт Л вВт/л мин-1 МПа г/кВт.ч мм мм кг/ч Проект Протатип ***************************************************************** Построение индикаторной диаграммы
Построение производится в координатах : давление (Р) — ход поршня (S). 1 Рекомендуемые масштабы а) масштаб давления : mp б) масштаб перемещения поршня : ms 2 3 4 5 6 7 Строим кривые линии политроп сжатия и расширения Расчёт производится по девяти точкам. Политропа сжатия № точек 1 2 3 4 5 6 7 8 9 8 Построение диаграммы,соответствующей реальному (действительному) циклу. Угол опережения зажигания : продолжительность задержки воспламенения (f-e) составляет по углу поворота коленвала : С учётом повышения давления от начавшегося до ВМТ сгорания давление конца сжатия Pc максимальное давление рабочего цикла Pz Это давление достигается после прохождения поршнем ВМТ при повороте коленвала на угол Моменты открытия и закрытия клапанов определяются по диаграммам фаз газораспределения двигателей-протатипов,имеющих то же число и расположение цилиндров и примерно такую же среднюю скорость поршня,что и проектируемый двигатель. В нашем случае прототипом является двигатель ЗИЛ-130. Его характеристики: Определяем положение точек : Динамический расчёт Выбор масштабов: давления Угол поворота коленвала Ход поршня Диаграмма удельных сил инерции Pj Диаграмма суммарной силы Диаграмма сил N,K,T
Аналитическое выражение сил: Полярная диаграмма силы Rшш Расстояние смещения полюса диаграммы Расстояние от нового полюса Пшш анализ уравновешенности двигателя
У 4х Равнодействующая сил инерции I порядка каждой пары цилиндров, будучи направлена по радиусу кривошипа,уравновешивается противовесом,т.е. в двигателе с противовесами: Сила инерции 2-го порядка пары цилиндров: Все эти силы лежат в одной плоскости,равны по абсолютному значению, но попарно отличаются лишь знаками.Их геометрическая сумма = 0. Моменты от сил инерции II порядка,возникающие от 1-й и 2-й пар цилиндров,равны по значению и противоположены по знаку;точно так же от 2-й и 3-й пар цилиндров. Диаграмма суммарного индикаторного крутящего момента Мкр Величина суммарного крутящего момента от всех цилиндров получается графическим сложением моментов от каждого цилиндра,одновременно действующих на коленвал при данном значении угла Последовательность построения Мкр На нулевую вертикаль надо нанести результирующую суммирования ординат 0+3+6+9+12+15+18+21 точек,на первую 1+4+7+10+13+16+19+22 точек и т.д. потом сравнивается со значением момента полученного теоретически. Проверка правельности построения диаграммы: Схема пространственного коленчатого вала 8 цилиндрового V-образного двигателя № Pr Pj P tg K T 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12’ 370 12’’ 380 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
; 
; 
; 
Возьмём 
; 
; 
; 
; 
; 
; 
, где 
; 
; 
Возьмём 
; 
; 
; 
n2
; Возьмём 
; 
r
; Возьмём 
; 
; 
; 
; Возьмём 
; 
; 
; 
— коэф. короткоходности
110.9
4.777
20.8
7.5
3200
0.785
330.2
88
98
33.02
110.3
5.969
18.5
7.1
3200
0.7
335
95
100
=0.025 (Мпа/мм)
=0.75 (мм*S/мм)
Политропа расширения
18
7.5
14.58
47.83
1.19
13.18
203.57
5.09
20.5
6.6
12.3
40.35
1.0
11.19
172.84
4.32
23.5
5.775
10.3
33.78
0.84
9.43
145.69
3.64
32.8
4.125
6.58
21.59
0.54
6.13
94.71
2.36
41
3.3
4.89
16.05
0.40
4.61
71.18
1.78
54.6
2.475
3.3
10.94
0.27
3.19
49.25
1.23
82
1.65
1.95
6.38
0.16
1.89
29.31
0.73
108.7
1.245
1.3
4.38
0.11
1.32
20.44
0.51
135.3
1
1
3.28
0.08
1.0
15.44
0.38
l
(точка сl)
составляет: 
достигает величины
возвратно-поступательных движущехся масс КШМ
,действующей на поршень
; 
избыточное давление газов
угол поворота кривошипа
угол отклонения шатуна
,действующей на шатунную шейку коленвала.
до любой точки диаграммы равно геометрической сумме векторов Krш
и S
тактного V-образного 8ми
цилиндрового двигателя коленвал несимметричный.Такой двигатель рассматривают как четыре 2ух
цилиндровых V-образных двигателя,последовательно размещённых по оси коленвала.
:
N
0
1
1.260
-40
-39
0
0
1
-39
0
0
30
-1
0.996
-31.6
-32.6
0.131
-4.3
0.801
-26.1
0.613
-20
60
-1
0.370
-11.8
-12.8
0.230
-3
0.301
-3.8
0.981
-12.5
90
-1
-0.260
8.2
7.2
0.267
1.9
-0.267
-1.9
1
7.2
120
-1
-0.630
20
19
0.230
4.4
-0.699
-13.3
0.751
14.2
150
-1
-0.736
23.3
22.3
0.131
3
-0.931
-20.7
0.387
8.6
180
-1
-0.740
23.5
22.5
0
0
-1
-22.5
0
0
210
0
-0.736
23.3
23.3
-0.131
-3
-0.931
-21.7
-0.387
-9
240
1
-0.630
20
21
-0.230
-4.8
-0.699
-14.7
-0.751
-15.7
270
2
-0.260
8.2
10.2
-0.267
-2.7
-0.267
-2.7
-1
-10.2
300
8
0.370
-11.8
-3.8
-0.230
0.9
0.301
-1.1
-0.981
3.7
330
24
0.996
-31.6
-7.6
-0.131
1
0.801
-6.1
-0.613
4.6
360
54
1.260
-40
14
0
0
1
14
0
0
169
1.229
-39
130
0.045
5.8
0.977
127
0.218
28.3
152
1.139
-36.1
115.9
0.089
10.3
0.909
105.3
0.426
49.4
390
106
0.996
-31.6
74.4
0.131
9.7
0.801
59.6
0.613
45.6
420
45
0.370
-11.8
33.2
0.230
7.6
0.301
10
0.981
32.5
450
24
-0.260
8.2
32.2
0.267
8.6
-0.267
-8.6
1
32.2
480
15
-0.630
20
35
0.230
8
-0.699
-24.5
0.751
26.3
510
10
-0.736
23.3
33.3
0.131
4.4
-0.931
-31
0.387
12.9
540
6
-0.740
23.5
29.5
0
0
-1
-29.5
0
0
570
2
-0.736
23.3
25.3
-0.131
-3.3
-0.931
-23.5
-0.387
-9.8
600
1
-0.630
20
21
-0.230
-4.8
-0.699
-14.7
-0.751
-15.8
630
1
-0.260
8.2
9.2
-0.267
-2.4
-0.267
-2.4
-1
-9.2
660
1
0.370
-11.8
-10.8
-0.230
2.5
0.301
-3.2
-0.981
10.6
690
1
0.996
-31.6
-30.6
-0.131
4
0.801
-24.5
-0.613
18.7
720
1
1.260
-40
-39
0
0
1
-39
0
0