Транспортный факультет
Кафедра автомобильного транспорта
Расчетно-графическое задание
по транспортной энергетике
Расчет автомобильного дизельного двигателя
Пояснительная записка
Содержание
Введение…………………………………………………………………………...3
1. Задание на проектирование……………………………………………………4
2. Тепловой расчет рабочего цикла двигателя…………………………..………5
2.1 Рабочее тело и его свойства………………………………………………….5
2.2 Процесс впуска………………………………………………………………..6
2.3 Процесс сжатия ……………………………………………………………….8
2.4 Процесс сгорания……………………………………………………………10
2.5 Процесс расширения………………………………………………………...12
2.6 Проверка точности выбора температуры остаточных газов……………...13
2.7 Индикаторные показатели рабочего цикла…………………………...……13
2.8 Эффективные показатели двигателя…………………………………….….15
2.9 Основные параметры и показатели двигателя………………………..……16
2.10 Оценка надежности двигателя……………………………………...……..18
2.11 Тепловой баланс……………………………………………………………18
2.12 Построение индикаторной диаграммы……………………………………19
3. Расчет внешней скоростной характеристики……………...………………..22
Заключение…………………………………………………………………...…..27
Приложение………………………………………………………………………28
Список использованных источников………………………………..………….29
Введение
Автомобили являются неотъемлемой частью нашей будущей специальности и поэтому мы должны знать всё, что с ними связано. Главное, конечно, это устройство автомобиля, а основная его часть это двигатель внутреннего сгорания. Для нас важно изучить сущность и значение процессов, происходящих в ДВС, закономерности и наиболее эффективные методы превращения химической энергии топлива в работу ДВС, влияние основных конструктивных, эксплуатационных и атмосферно-климатических факторов на протекание процессов в двигатели, современные методы улучшения технико-экономических показателей и характеристик двигателя, основные критерии работы, общепринятые характеристики и направления развития ДВС, диктуемые современными требованиями к автотранспорту.
В этой работе мы проводим расчет автомобильных двигателей, и рассчитанные параметры, такие как: тепловой расчет рабочего цикла (процесс впуска, процесс сгорания процесс расширения, индикаторные показатели рабочего цикла и т.д.), расчет внешней скоростной характеристики двигателя, сравниваем с параметрами современных автомобильных ДВС.
В этом расчетно-графическом проекте я рассматриваю дизельный двигатель без наддува. По конструкции он не отличается от бензинового двигателя, однако клапанные детали существенно усилены, чтобы воспринимать более высокие нагрузки. Именно этим объясняется большой вес и габариты дизельного двигателя в сравнении с бензиновым. Современные дизели последних поколений вплотную приблизились к бензиновым моторам по шумности и удельным характеристикам (вес, мощность на единицу объема), сохраняя при этом преимущества в экономичности и надежности.
Транспортный факультет
Кафедра автомобильного транспорта
Расчетно-графическое задание
Исходные данные: Тип двигателя-дизельный;
Давление за компрессором ,мПа: -;
Номинальная мощность Ne=60 кВт;
Номинальная частота вращения = 2900 ;
Число цилиндров i=4;
Степень сжатия E=17,5;
Охлаждение-жидкостное;
Разработать: 1)Тепловой расчет рабочего цикла;
2)Расчет внешней скоростной характеристики;
Заключение
В результате выполненного расчетно-графического задания были получены основные навыки теплового расчёта двигателя, его теплового баланса и внешней скоростной характеристики.
На базе теплового расчёта были подсчитаны внешние скоростные характеристики двигателя, построены индикаторная диаграмма и скоростная характеристика двигателя. Индикаторная диаграмма была построена с использованием данных расчёта рабочего процесса. В расчёте рабочего процесса были рассмотрены процессы впуска, сжатия, сгорания, расширения и выпуска. Были рассчитаны эффективные показатели, основные параметры цилиндра и двигателя.
По данным теплового расчёта был рассчитан тепловой баланс, который позволяет определить тепло, превращённое в полезную эффективную работу, т.е. установить степень достигнутого совершенства теплоиспользования и наметить пути уменьшения имеющихся потерь.
Внешняя скоростная характеристика двигателя позволяет провести анализ и дать оценку мощностных, динамических и эксплуатационных показателей при работе двигателя с полной нагрузкой. Скоростная характеристика показывает изменение мощности, крутящего момента, расходов топлива и других параметров от частоты вращения коленчатого вала.
В данном задании был рассмотрен дизельный двигатель без наддува. Хорошо разобравшись с устройством и процессами, протекающими в нём, я выявила массу особенностей дизеля, таких как: экономичность, высокий крутящий момент во всем диапазоне оборотов, и особенно на низких частотах вращения, а также доступное топливо. Такой двигатель лучше приспособлен для работы в тяжелых условиях.
С каждым годом дизельный двигатель улучшается и устраняются масса его специфических недостатков, которые были характерны для старых конструкции. К ним относят повышенную шумность и вибрацию, меньшую литровую мощность и трудности холодного пуска.
Дизельные моторы сегодня – это не только экономичность, но также высокая мощность и достойные динамические характеристики.
Приложение А
Таблица А - Сравнение показателей рассчитанного двигателя с прототипом
|
Показатели |
Тип двигателя |
|
|
Прототип |
Рассчитанный |
|
|
Давление в конце впуска ра, Мпа |
0,082…0,097 |
0,095 |
|
Коэффициент остаточных газов γ |
0,02…0,05 |
0,027 |
|
Температура в конце впуска Ta, К |
310…350 |
314,75 |
|
Коэффициент наполнения η |
0,80…0,94 |
0,904 |
|
Показатель политропы сжатия n1 |
1,34…1,37 |
1,3557 |
|
Давление конца процесса сжатия pc, МПа |
3,5…5,5 |
4,6016 |
|
Температура конца процесса сжатия Tc, К |
700…900 |
871,19 |
|
Степень повышения давления цикла λ |
1,2…2,5 |
2 |
|
Степень предварительного расширения ρ |
1,4…1,6 |
1,41 |
|
Величина максимального давления , МПа |
5,0…12,0 |
9,2032 |
|
Температура , K |
1800…2300 |
2271,75 |
|
Показатель политропы расширения n2 |
1,18…1,28 |
1,2146 |
|
Давление конца процесса расширения , Мпа |
0,2…0,5 |
0,4319 |
|
Температура конца процесса расширения Tb, К |
1000…1200 |
1323,2467 |
|
Среднее индикаторное давление |
0,7…1,1 |
1,1713 |
|
Индикаторный КПД |
0,4…0,5 |
0,48 |
|
Индикаторный удельный расход топлива , г/(кВт∙ч) |
170…210 |
176,73 |
|
Среднее эффективное давление |
0,65…0,85 |
0,9728 |
|
Эффективный КПД |
0,28…0,42 |
0,3984 |
|
Механический КПД |
0,7…0,85 |
0,83 |
|
Эффективный удельный расход топлива г/(кВт∙ч) |
200…260 |
212,928798 |
|
Относительные значения составляющих теплового баланса: |
||
|
, % |
25…42 |
40 |
|
, % |
15…35 |
28 |
|
, % |
25…45 |
25 |
|
, % |
2…5 |
5 |
Список использованных источников
1. Расчет автомобильных двигателей: методические указания к курсовому проектированию, часть 1 - тепловой и динамический расчеты двигателя/ Калимуллин Р.Ф. и др.- 2004.-92 с.
2. Расчет автомобильных двигателей: методические указания к курсовому проектированию, часть 2 - расчеты основных деталей и систем двигателя. Конструирование двигателя/ Калимуллин Р.Ф. и др.- Оренбург: ГОУ ОГУ, 2004.-91 с.
3. Колчин, А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: учебное пособие для вузов/ А.И. Колчин, В.П. Демидов - 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш. шк., 2003.- 496 с.: ил.
4. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 1. Теория рабочих процессов: учебник / В.Н. Луканин, К.А. Морозов, А.С. Хачиян и др; Под ред. В.Н. Луканина.- М.: Высш, шк.,1995.- 368 с.: ил.
5. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 2. Динамика и конструирование: учебник / В.Н Луканин, И.В. Алексеев, М.Г. Шатров и др; Под ред. В.Н. Луканина.- М.: Высш, шк., 1995.- 319 с.: ил.
Скачать курсовую работу: