Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тепловой и динамический расчет двигателя внутреннего сгорания

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 - e=7.5

7. Тип камеры сгорания - полуклиновая.

8. Коэффициент избытка воздуха - a=0.9

9. Прототип - ЗИЛ-130

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.

e=7.5 ОЧ=75-85

3. Выбор значения коэффициента избытка воздуха.

a=0.85-0.95 a=0.9

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] P _r =(1.05-1.25) P ₀ [MПа] ; P _r =1.2*P ₀ =0.115 [Mпа]

10. Выбор температуры подогрева свежего заряда

; Возьмём

11. Определение потерь напора во впускной системе

Наше значение входит в этот интервал.

12. Определение коэффициента остаточных газов

;

13. Определение температуры конца впуска

14. Определение коэффициента наполнения

;

;

15. Выбор показателя политропы сжатия

Возьмём

16 Определение параметров конца сжатия

;

;

17. Определение действительного коэффициента 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

, где

24. Температура конца видимого сгорания

;

;

Возьмём

25. Характерные значения Т _{z .}

;

26. Максимальное давление сгорания и степень повышения давления

;

27. Степень предварительного -p и последующего -d расширения

;

28. Выбор показателя политропы расширения n ₂

; Возьмём

29. Определение параметров конца расширения

;

30. Проверка правильности выбора температуры остаточных газов Т _r

31. Определение среднего индикаторного давления

;

Возьмём ;

32. Определение индикаторного К. П. Д.

; Наше значение входит в интервал.

33. Определение удельного индикаторного расхода топлива

34. Определение среднего давления механических потерь

; ; Возьмём

35. Определение среднего эффективного давления

;

36. Определение механического К. П. Д.

37. Определение удельного эффективного расхода топлива

;

38. Часовой расход топлива

39. Рабочий объём двигателя

40. Рабочий объём цилиндра

41. Определение диаметра цилиндра

двигатель топливо бензин динамический уравновешенность

;

- коэф. короткоходности 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

Построение индикаторной диаграммы

Построение производится в координатах: давление (Р) -- ход поршня (S).

1. Рекомендуемые масштабы а) масштаб давления: m _p =0.025 (Мпа/мм) б) масштаб перемещения поршня: m _s =0.75 (мм*S/мм)

2.

3.

4.

5.

6.

7. Строим кривые линии политроп сжатия и расширения

Расчёт производится по девяти точкам.

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 P _c ^l (точка с ^l) составляет: Максимальное давление рабочего цикла P _z достигает величины 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 P _j возвратно-поступательных движущихся масс КШМ

Диаграмма суммарной силы , действующей на поршень

; избыточное давление газов

Диаграмма сил N, K, T

Аналитическое выражение сил:

угол поворота кривошипа угол отклонения шатуна

Полярная диаграмма силы R _шш, действующей на шатунную шейку коленвала.

Расстояние смещения полюса диаграммы

Расстояние от нового полюса П _шш до любой точки диаграммы равно геометрической сумме векторов K _rш и S

Анализ уравновешенности двигателя

У 4 ^х тактного V-образного 8 ^ми цилиндрового двигателя коленвал несимметричный. Такой двигатель рассматривают как четыре 2 ^ух цилиндровых V-образных двигателя, последовательно размещённых по оси коленвала.

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 М _кр

Величина суммарного крутящего момента от всех цилиндров получается графическим сложением моментов от каждого цилиндра, одновременно действующих на коленвал при данном значении угла j.

Последовательность построения М _кр : 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 правильности построения диаграммы:

Схема пространственного коленчатого вала 8 цилиндрового V-образного двигателя

Размещено на Allbest.ru