Расчет двухцилиндрового четырехтактного двигателя
Тепловой расчет: выбор топлива, параметры рабочего тела, окружающей среды, остаточные газы. Описание процесса впуска, сжатия, сгорания, расширения, выпуска. Индикаторные параметры рабочего цикла. Эффективные показатели двигателя. Построение диаграммы.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.08.2012 |
| Размер файла | 3,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Подбор аналогов и выбор исходных данных
|
Показатели |
Subaru R1i (j) |
SUZUKI JP K6A |
Suzuki Wago Plus 1,0 |
Проект |
|
|
л.с(кВт) |
46 (34)/6000 |
49 (36) /5800 |
53 (39)/5500 |
40 (36)/5100 |
|
|
Нм |
63/4400 |
62/4000 |
76/3500 |
71/2850 |
|
|
е |
10,5 |
10.5 |
9,5 |
9,5 |
|
|
, см3 |
652 |
658 |
993 |
716 |
|
|
S/D |
66,8/56 |
60.4/68.0 |
77/74 |
77/77 |
|
|
Компоновка |
R4 |
R3 |
R3 |
R2 |
|
|
Число клапанов на цилиндр |
4 |
4 |
2 |
4 |
|
|
Тип системы питания |
РВ |
РВ |
РВ |
ЦВ |
|
|
|
51,671 |
71,429 |
39,27 |
50,255 |
Выбираем для расчетов с учетом данных аналогов:
е = 9,5
Число клапанов на один цилиндр: 4
1. Тепловой расчет
Для бензинового двигателя принимаем:
1. Режим минимальной частоты вращения nmin = 800 мин-1;
2. Режим максимального крутящего момента при
3. Режим максимальной (номинальной) мощности при nN,
4. Режим максимальной скорости движения автомобиля при
1.1 Топливо
В соответствии с заданной степенью сжатия
Можно использовать бензин Премиум-95.
Средний элементарный состав и молекулярная масса бензина
и .
Низшая теплота сгорания топлива
1.2 Параметры рабочего тела
Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива
Коэффициент избытка воздуха выбираем из соображений стремления получить двигатель достаточно экономичный и с меньшей токсичностью продуктов сгорания, которая достигается при , позволяет принять на основных режимах, а на режимах минимальной частоты вращения Строим график изменения коэффициента избытка воздуха (Рисунок 1).
Рисунок 1. График изменения коэффициента избытка воздуха с изменением частоты вращения
Количество горючей смеси
Количество отдельных компонентов продуктов сгорания при и принятых скоростных режимах:
Общее количество продуктов сгорания:
Для остальных частот вращения значения б, , , , , , , приведены в таблице 1.
Таблица 1
|
Обороты |
800 |
1500 |
2200 |
2850 |
3990 |
4800 |
5100 |
5610 |
|
|
Коэфициент избытка воздуха б |
0,86 |
0,94 |
0,962 |
0,97 |
0,974 |
0,975 |
0,9753 |
0,974 |
|
|
Количество свежей смеси М1 кмоль/кг |
0,4532 |
0,4945 |
0,5059 |
0,5100 |
0,5121 |
0,5126 |
0,5128 |
0,5121 |
|
|
Количество продуктов сгорания М2 кмоль/кг |
0,4958 |
0,5285 |
0,5375 |
0,5408 |
0,5424 |
0,5428 |
0,5430 |
0,5424 |
|
|
Отношение кол-ва Н к кол-ву СО |
0,4612 |
||||||||
|
кмоль/кг |
0,0507 |
0,0624 |
0,0657 |
0,0668 |
0,0674 |
0,0676 |
0,0676 |
0,0674 |
|
|
кмоль/кг |
0,0206 |
0,0088 |
0,0056 |
0,0044 |
0,0038 |
0,0037 |
0,0036 |
0,0038 |
|
|
кмоль/кг |
0,0630 |
0,0684 |
0,0699 |
0,0705 |
0,0707 |
0,0708 |
0,0708 |
0,0707 |
|
|
кмоль/кг |
0,0095 |
0,0041 |
0,0026 |
0,0020 |
0,0018 |
0,0017 |
0,0017 |
0,0018 |
|
|
кмоль/кг |
0,3520 |
0,3848 |
0,3938 |
0,3970 |
0,3987 |
0,3991 |
0,3992 |
0,3987 |
|
|
кмоль/кг |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1.3 Параметры окружающей среды и остаточные газы
Давление и температура окружающей среды при работе двигателей без наддува рк=р0=0,101325 МПа и Тк=Т0=293 К.
По рис. 5.1 стр. 106 [1] учитывая определенные значения n и б, принимаем значения Tr для расчетных режимов двигателя и строим график (Рисунок 2).
Рисунок 2. График температуры остаточных газов на различных режимах
Давление остаточных газов pr за счет расширения фаз газораспределения и снижения сопротивления при конструктивном оформлении выпускных трактов рассчитываемого двигателя можно принять на номинальном скоростном режиме: prN=1,23p0=1,23*0,101325=0,125 МПа. Величина на остальных режимах работы двигателей можно подсчитать по формуле:
Где
1.4 Процесс впуска
С целью получения хорошего наполнения двигателя на номинальных режимах принимаем температуру подогрева свежего заряда ДTN= 6 єС. На остальных режимах значения ДТ рассчитываются:
где
Строим график изменения температуры подогрева свежего заряда (Рисунок 3)
Рисунок 3. График изменения температуры подогрева свежего заряда
Плотность заряда на впуске:
где - удельная газовая постоянная для воздуха.
Потери давления на впуске при учете качественной обработки внутренних поверхностей впускных систем можно принять и Тогда ДРа на всех скоростных режимах двигателей рассчитывается по формуле:
ДРа=(в2+овп) An2n2ск10-6/2, где An=щвп/nN.
тогда
Давление в конце впуска:
Коэффициент остаточных газов. Коэффициент очистки принимаем цоч=1, а коэффициент дозарядки на номинальном режиме - цдоз=1,09, что вполне возможно получить при подборе угла запаздывания впускного клапана в пределах 30 - 60 є. При этом на номинальном режиме (nmin=800 мин-1) возможен обратный выброс поэтому принимаем цдоз=0,95. На остальных режимах можно получить, приняв линейную зависимость цдоз от скоростного режима (рис 5.1, стр106, [1]) и строим график (Рисунок 5).
Тогда при nN = 5100 мин-1:
Рисунок 4. График изменения коэффициента остаточных газов в зависимости от частоты вращения КВ
Рисунок 5. График изменения коэффициента дозарядки в зависимости от частоты вращения КВ
Температура в конце впуска:
Коэффициент наполнения:
Для всех остальных частот вращения значения приведены в таблице 2.
Рисунок 6. График изменения коэффициента наполнения в зависимости от частоты вращения КВ
Таблица 2
|
Обороты |
800 |
1500 |
2200 |
2850 |
3990 |
4800 |
5100 |
5610 |
|
|
б |
0,86 |
0,94 |
0,962 |
0,97 |
0,974 |
0,975 |
0,9753 |
0,974 |
|
|
Pr, МПа |
0,10506 |
0,10553 |
0,106305 |
0,10728 |
0,10958 |
0,11169 |
0,11449 |
0,116518 |
|
|
Tr, К |
841,01 |
914,5 |
948,2 |
966,6 |
985,6 |
996,6 |
1000,88 |
992,5 |
|
|
ДТ, К |
15,484 |
14,129 |
12,774 |
11,516 |
9,310 |
7,742 |
6,000 |
4,897 |
|
|
ДРa, Па |
222,94 |
783,76 |
1685,95 |
2829,36 |
5545,55 |
8025,67 |
11317,44 |
13694,11 |
|
|
Pa, МПа |
0,1011 |
0,100541 |
0,099639 |
0,09849 |
0,09578 |
0,093299 |
0,090008 |
0,087631 |
|
|
гr |
0,0477 |
0,0430 |
0,0407 |
0,0395 |
0,0383 |
0,0378 |
0,0380 |
0,0386 |
|
|
Ta, К |
332,744 |
327,616 |
324,528 |
322,321 |
319,249 |
317,401 |
315,844 |
315,349 |
|
|
зv |
0,8904 |
0,9093 |
0,9243 |
0,9345 |
0,9427 |
0,9407 |
0,9302 |
0,9187 |
|
|
цдоз |
0,9500 |
0,9700 |
0,9900 |
1,0086 |
1,0411 |
1,0643 |
1,0900 |
1,1063 |
1.5 Процесс сжатия
Средний показатель адиабаты сжатия k1 определяется по номограмме (Рис. 4.4, стр. 73, [1]), средний показатель политропы сжатия n1 принимается несколько меньше k1. При выборе n1 учитывается, что с уменьшением частоты вращения теплоотдача от газов в стенки цилиндра увеличивается, а n1 уменьшается по сравнению с k1 более значительно. Так при nN= 5100 мин -1, Та=319 К и е=9,5 показатель адиабаты сжатия определен по номограмме (Рис. 4.4, стр. 73, [1]) k1.
Давление в конце сжатия при
Температура в конце сжатия
Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия:
a) Свежей смеси (воздуха)
b) в продуктах сгорания
c) CO в продуктах сгорания
d) в продуктах сгорания
e) в продуктах сгорания
f) в продуктах сгорания
g) Остаточных газов
Таблица 3
|
n об/мин |
800 |
1500 |
2200 |
2850 |
3990 |
4800 |
5100 |
5610 |
|
|
К1 |
1,375 |
1,3758 |
1,3765 |
1,377 |
1,378 |
1,3782 |
1,3789 |
1,3795 |
|
|
n1 |
1,355 |
1,3658 |
1,3675 |
1,3675 |
1,369 |
1,3697 |
1,3709 |
1,372 |
|
|
Рс, МПа |
2,13587 |
2,176302 |
2,1650435 |
2,140198 |
2,088219 |
2,0373543 |
1,97079 |
1,92350815 |
|
|
Тс, К |
739,949 |
746,4773 |
742,27614 |
737,2291 |
732,6716 |
729,57857 |
727,9636 |
728,625296 |
|
|
tс°C |
466,949 |
473,4773 |
469,27614 |
464,2291 |
459,6716 |
456,57857 |
454,9636 |
455,625296 |
|
|
кДж/кмоль°С |
21,8318 |
21,84903 |
21,83795 |
21,82464 |
21,81261 |
21,804454 |
21,80019 |
21,8019395 |
|
|
кДж/кмоль°С |
36,6934 |
36,81406 |
36,736412 |
36,6431 |
36,55882 |
36,501609 |
36,47173 |
36,4839736 |
|
|
кДж/кмоль°С |
21,8438 |
21,86118 |
21,849967 |
21,83649 |
21,82432 |
21,816065 |
21,81175 |
21,8135195 |
|
|
кДж/кмоль°С |
27,4554 |
27,49036 |
27,467851 |
27,4408 |
27,41638 |
27,399805 |
27,39115 |
27,394696 |
|
|
кДж/кмоль°С |
20,9084 |
20,91335 |
20,91016 |
20,90635 |
20,90294 |
20,900632 |
20,89943 |
20,8999243 |
|
|
кДж/кмоль°С |
21,5654 |
21,58169 |
21,57119 |
21,55857 |
21,54718 |
21,539446 |
21,53541 |
21,5370632 |
|
|
кДж/кмоль°С |
23,8584 |
24,14528 |
24,190404 |
24,18908 |
24,17835 |
24,16614 |
24,15913 |
24,1586955 |
|
|
кДж/кмоль°С |
21,9241 |
21,9436 |
21,929987 |
21,9144 |
21,89979 |
21,890521 |
21,88645 |
21,8896342 |
1.6 Процесс сгорания
Коэффициент молекулярного изменения горючей и рабочей смеси
.
Количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания, и теплота сгорания рабочей смеси
и
Коэффициент использования теплоты выбирается по рис 5.2 (стр., 107, [1]) и строим график изменения по частоте вращения КВ (Рисунок 7).
Рисунок 7. График изменения коэффициента использования теплоты в зависимости от частоты вращения КВ
Температура в конце видимого процесса сгорания находим по формуле:
где А = мb; ;
Давление в конце сгорания:
Действительное давление в конце сгорания:
Рисунок 8 График изменения действительного давления в конце сгорания в зависимости от частоты вращения КВ
Степень повышения давления:
Для остальных режимов значения
приведены в таблице 4.
Таблица 4
|
n об/мин |
800 |
1500 |
2200 |
2850 |
3990 |
4800 |
5100 |
5610 |
|
|
оz |
0,8 |
0,865 |
0,9 |
0,92 |
0,93 |
0,925 |
0,9 |
0,86 |
|
|
µо |
1,0940 |
1,0688 |
1,0625 |
1,0603 |
1,0593 |
1,0590 |
1,0589 |
1,0593 |
|
|
µ |
1,0897 |
1,0659 |
1,0601 |
1,0581 |
1,0571 |
1,0568 |
1,0568 |
1,0571 |
|
|
ДHu |
8679,07 |
3719,60 |
2355,75 |
1859,80 |
1611,83 |
1549,83 |
1531,24 |
1611,83 |
|
|
Нсм |
74244,3 |
77964,3 |
78966,3 |
79356,0 |
79593,7 |
79663,6 |
79664,4 |
79564,0 |
|
|
А |
0,00222 |
0,002205 |
0,0022019 |
0,002201 |
0,002201 |
0,0022004 |
0,0022 |
0,00220048 |
|
|
В |
26,463 |
26,202 |
26,139 |
26,117 |
26,107 |
26,105 |
26,104 |
26,107 |
|
|
С |
-69633 |
-77828,9 |
-81360,9 |
-83180,8 |
-84088,9 |
-83683,6 |
-81655,5 |
-78398,5 |
|
|
а |
24,283 |
24,582 |
24,657 |
24,684 |
24,697 |
24,701 |
24,702 |
24,697 |
|
|
b |
0,002 |
0,0021 |
0,002077 |
0,0021 |
0,002082 |
0,0020821 |
0,002082 |
0,0020817 |
|
|
tz°С |
2218,97 |
2460,80 |
2560,40 |
2610,59 |
2635,48 |
2624,90 |
2570,95 |
2483,25 |
|
|
Тz, К |
2491,97 |
2733,80 |
2833,40 |
2883,59 |
2908,48 |
2897,90 |
2843,95 |
2756,25 |
|
|
Pz, МПа |
7,8386 |
8,4957 |
8,7610 |
8,8572 |
8,7628 |
8,5524 |
8,1364 |
7,6915 |
|
|
Pzд, МПа |
6,6628 |
7,2213 |
7,4469 |
7,5286 |
7,4484 |
7,2696 |
6,9159 |
6,5377 |
|
|
л |
3,6700 |
3,9037 |
4,0466 |
4,1385 |
4,1963 |
4,1978 |
4,1285 |
3,9987 |
1.7 Процесс расширения и выпуска
Средний показатель адиабаты расширения определяется по номограмме (см. рис. 4.8, стр. 82, [1]) при заданном для соответствующих значений , а средний показатель политропы расширения оценивается по величине среднего показателя адиабаты. Так для номинального режима при , что позволяет принять
Давление и температура в конце расширения:
Рисунок 9. График изменения температуры остаточных газов в зависимости от частоты вращения КВ
Для остальных режимов значения приведены в таблице 5.
Таблица 5
|
n об/мин |
800 |
1500 |
2200 |
2850 |
3990 |
4800 |
5100 |
5610 |
|
|
к2 |
1,266 |
1,255 |
1,2495 |
1,248 |
1,2479 |
1,2477 |
1,2489 |
1,25 |
|
|
n2 |
1,2655 |
1,2544 |
1,2488 |
1,2472 |
1,2471 |
1,2468 |
1,248 |
1,2498 |
|
|
Pb Мпа |
0,45386 |
0,504366 |
0,5267244 |
0,534435 |
0,528857 |
0,516519 |
0,490065 |
0,46134441 |
|
|
Tb К |
1370,79 |
1541,861 |
1618,3128 |
1652,924 |
1667,563 |
1662,6217 |
1627,268 |
1570,69899 |
|
|
Tr |
841,669 |
915,3762 |
949,26251 |
967,8127 |
986,7884 |
997,95851 |
1002,243 |
992,848686 |
1.8 Индикаторные параметры рабочего цикла
Теоретическое среднее индикаторное давление:
Среднее индикаторное давление:
Индикаторный КПД и индикаторный удельный расход топлива:
Значения для остальных режимов представлены в таблице 6.
Таблица 6
|
n об/мин |
800 |
1500 |
2200 |
2850 |
3990 |
4800 |
5100 |
5610 |
|
|
|
1,1724 |
1,31925 |
1,38535 |
1,4121 |
1,4030 |
1,37011 |
1,29599 |
1,2127 |
|
|
|
1,13729 |
1,2797 |
1,34379 |
1,3697 |
1,3609 |
1,3291 |
1,2571 |
1,1763 |
|
|
|
0,31038 |
0,3738 |
0,39517 |
0,40174 |
0,3973 |
0,38919 |
0,3724 |
0,35239 |
|
|
|
0,26403 |
0,2193 |
0,2074 |
0,204 |
0,206 |
0,2106 |
0,220 |
0,23255 |
1.9 Эффективные показатели двигателя.
Среднее давление механических потерь для бензиновых двигателей с числом цилиндров до шести с отношением
Предварительно принимаем ход поршня 77 мм и средняя скорость поршня на номинальном режиме
Среднее эффективное давление и механический КПД
Эффективный КПД и эффективный удельный расход топлива
Рисунок 10. График изменения мощности и крутящего момента по оборотам КВ
Значения для остальных режимов представлены в таблице 7
Таблица 7
|
n об/мин |
800 |
1500 |
2200 |
2850 |
3990 |
4800 |
5100 |
5610 |
|
|
|
2,05 |
3,85 |
5,64 |
7,31 |
10,23 |
12,30 |
14,61 |
16,07 |
|
|
|
0,05717 |
0,07745 |
0,09772 |
0,11655 |
0,14957 |
0,17304 |
0,19910 |
0,21561 |
|
|
|
1,08012 |
1,20223 |
1,24607 |
1,25318 |
1,21136 |
1,15597 |
1,05801 |
0,96072 |
|
|
|
0,9497 |
0,9395 |
0,9273 |
0,9149 |
0,8901 |
0,8698 |
0,8416 |
0,8167 |
|
|
|
0,2948 |
0,3511 |
0,3664 |
0,3676 |
0,3536 |
0,3385 |
0,3134 |
0,2878 |
|
|
|
0,2780 |
0,2334 |
0,2236 |
0,2230 |
0,2317 |
0,2421 |
0,2614 |
0,2847 |
1.10 Основные параметры цилиндра и двигателя
Литраж:
Рабочий объем одного цилиндра:
Диаметр цилиндра:
Площадь поршня:
Литраж двигателя уточненный:
Мощность двигателя:
Литровая мощность двигателя:
Крутящий момент:
Часовой расход топлива
Значения для остальных режимов представлены в таблице 8 и на Рисунок 11 Рисунок 12
Рисунок 11. Графики изменения мощности и крутящего момента по оборотам КВ
Рисунок 12. График изменения часового расхода топлива по оборотам КВ
Таблица 8
|
n об/мин |
800 |
1500 |
2200 |
2850 |
3990 |
4800 |
5100 |
5610 |
|
|
Ne, кВт |
5,158 |
10,765 |
16,365 |
21,320 |
28,853 |
33,123 |
40,000 |
34,256 |
|
|
Мe, Нм |
61,572 |
68,533 |
71,032 |
71,437 |
69,053 |
65,896 |
60,311 |
52,172 |
|
|
ge, гр/кВтч |
278,002 |
233,374 |
223,640 |
222,955 |
231,741 |
242,077 |
261,443 |
284,743 |
|
|
Gт, кг/ч |
1,434 |
2,512 |
3,660 |
4,754 |
6,686 |
8,018 |
9,412 |
9,754 |
1.11 Построение индикаторной диаграммы
Строим индикаторную диаграмму для номинального режима работы двигателя, т.е. при .
Находим объем камеры сгорания
Полный объем цилиндра
Принимаем безразмерный коэффициент КШМ
Далее по углу поворота КВ ц с шагом 5° находим:
- ход поршня
- объем надпоршневого пространства
- давление не скругленной диаграммы
a) если
b) если
если
если
Для положения КВ покажем пример вычисления этих величин. Остальные значения для других положений КВ представлены в таблице 9. По полученным данным строим график не скругленной индикаторной диаграммы (рис.).
Полученную диаграмму необходимо скруглить. Для этого необходимо установить фазы газораспределения, с учетом получения хорошей очистки цилиндра от отработавших газов и обеспечения дозарядки в пределах, принятых в расчете. В связи с этим начало открытия впускного клапана (точка ) устанавливается за 20° до в.м.т., а закрытие (точка ) через 60° после прохождения н.м.т.; начало открытия выпускного клапана (точка ) принимается за 60° до прихода в н.м.т., а закрытие (точка ) - через 20° после прохода поршня в.м.т. Учитывая быстроходность двигателя, угол опережения зажигания (точка ) принимается равным 30°, а продолжительность задержки воспламенения (точка ) - .
Принимаем что действительное давление сгорания (точка ) достигает через 10° после в.м.т., т.е. при повороте КВ на 370°. Принимаем значение из теплового расчета
Положение точки определяется из выражения:
В соответствии с принятыми фазами газораспределения и углом опережения зажигания определяется положение точек . Результаты расчета этих точек представлены в таблице 10.
Скругляем диаграмму по полученным точкам и получаем скругленную индикаторную диаграмму (рис…).
Таблица 9
|
ц° |
X, мм |
V(x), л |
, Мпа |
, Мпа |
|
|
0 |
0,000 |
0,042129 |
0,090008 |
0,101325 |
|
|
5 |
0,186 |
0,042994 |
0,090008 |
0,1 |
|
|
10 |
0,741 |
0,045578 |
0,090008 |
0,09 |
|
|
15 |
1,658 |
0,049849 |
0,090008 |
0,088 |
|
|
20 |
2,926 |
0,055754 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
25 |
4,530 |
0,063221 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
30 |
6,449 |
0,072159 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
35 |
8,661 |
0,082461 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
40 |
11,140 |
0,094005 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
45 |
13,857 |
0,106656 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
50 |
16,781 |
0,120271 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
55 |
19,879 |
0,134698 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
60 |
23,118 |
0,149781 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
65 |
26,464 |
0,165362 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
70 |
29,883 |
0,181282 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
75 |
33,341 |
0,197387 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
80 |
36,807 |
0,213527 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
85 |
40,250 |
0,229559 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
90 |
43,641 |
0,245347 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
95 |
46,952 |
0,260769 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
100 |
50,161 |
0,27571 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
105 |
53,245 |
0,290069 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
110 |
56,184 |
0,303758 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
115 |
58,963 |
0,316699 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
120 |
61,568 |
0,328828 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
125 |
63,987 |
0,340093 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
130 |
66,211 |
0,35045 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
135 |
68,234 |
0,359867 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
140 |
70,049 |
0,368321 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
145 |
71,654 |
0,375795 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
150 |
73,046 |
0,382278 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
155 |
74,225 |
0,387765 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
160 |
75,188 |
0,392253 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
165 |
75,938 |
0,395742 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
170 |
76,472 |
0,398232 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
175 |
76,793 |
0,399726 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
180 |
76,900 |
0,400223 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
180 |
76,900 |
0,400223 |
0,090008 |
0,090008 |
|
|
185 |
76,793 |
0,399726 |
0,090161 |
0,090161 |
|
|
190 |
76,472 |
0,398232 |
0,090625 |
0,090625 |
|
|
195 |
75,938 |
0,395742 |
0,091408 |
0,091408 |
|
|
200 |
75,188 |
0,392253 |
0,092524 |
0,092524 |
|
|
205 |
74,225 |
0,387765 |
0,093995 |
0,093995 |
|
|
210 |
73,046 |
0,382278 |
0,095850 |
0,09585 |
|
|
215 |
71,654 |
0,375795 |
0,098124 |
0,098124 |
|
|
220 |
70,049 |
0,368321 |
0,100864 |
0,100864 |
|
|
225 |
68,234 |
0,359867 |
0,104126 |
0,104126 |
|
|
230 |
66,211 |
0,35045 |
0,107981 |
0,107981 |
|
|
235 |
63,987 |
0,340093 |
0,112515 |
0,112515 |
|
|
240 |
61,568 |
0,328828 |
0,117832 |
0,117832 |
|
|
245 |
58,963 |
0,316699 |
0,124062 |
0,124062 |
|
|
250 |
56,184 |
0,303758 |
0,131365 |
0,131365 |
|
|
255 |
53,245 |
0,290069 |
0,139937 |
0,139937 |
|
|
260 |
50,161 |
0,27571 |
0,150024 |
0,150024 |
|
|
265 |
46,952 |
0,260769 |
0,161931 |
0,161931 |
|
|
270 |
43,641 |
0,245347 |
0,176045 |
0,176045 |
|
|
275 |
40,250 |
0,229559 |
0,192853 |
0,192853 |
|
|
280 |
36,807 |
0,213527 |
0,212974 |
0,212974 |
|
|
285 |
33,341 |
0,197387 |
0,237204 |
0,237204 |
|
|
290 |
29,883 |
0,181282 |
0,266561 |
0,266561 |
|
|
295 |
26,464 |
0,165362 |
0,302359 |
0,302359 |
|
|
300 |
23,118 |
0,149781 |
0,346292 |
0,346292 |
|
|
305 |
19,879 |
0,134698 |
0,400529 |
0,400529 |
|
|
310 |
16,781 |
0,120271 |
0,467824 |
0,467824 |
|
|
315 |
13,857 |
0,106656 |
0,551581 |
0,551581 |
|
|
320 |
11,140 |
0,094005 |
0,655818 |
0,655818 |
|
|
325 |
8,661 |
0,082461 |
0,784853 |
0,784853 |
|
|
330 |
6,449 |
0,072159 |
0,942414 |
0,942414 |
|
|
335 |
4,530 |
0,063221 |
1,129723 |
1,129723 |
|
|
340 |
2,926 |
0,055754 |
1,342159 |
1,4 |
|
|
345 |
1,658 |
0,049849 |
1,564804 |
1,65 |
|
|
350 |
0,741 |
0,045578 |
1,769257 |
1,9 |
|
|
355 |
0,186 |
0,042994 |
1,916640 |
2,1 |
|
|
360 |
0 |
0,042129 |
1,970790 |
2,463487 |
|
|
360 |
0 |
0,042129 |
8,136778 |
2,456 |
|
|
365 |
0,186 |
0,042994 |
7,948944 |
4 |
|
|
370 |
0,741 |
0,045578 |
7,390133 |
6,916261 |
|
|
375 |
1,658 |
0,049849 |
6,607962 |
6,607962 |
|
|
380 |
2,926 |
0,055754 |
5,745703 |
5,745703 |
|
|
385 |
4,530 |
0,063221 |
4,911010 |
4,91101 |
|
|
390 |
6,449 |
0,072159 |
4,163387 |
4,163387 |
|
|
395 |
8,661 |
0,082461 |
3,524231 |
3,524231 |
|
|
400 |
11,140 |
0,094005 |
2,992273 |
2,992273 |
|
|
405 |
13,857 |
0,106656 |
2,555742 |
2,555742 |
|
|
410 |
16,781 |
0,120271 |
2,199661 |
2,199661 |
|
|
415 |
19,879 |
0,134698 |
1,909456 |
1,909456 |
|
|
420 |
23,118 |
0,149781 |
1,672404 |
1,672404 |
|
|
425 |
26,464 |
0,165362 |
1,477970 |
1,47797 |
|
|
430 |
29,883 |
0,181282 |
1,317678 |
1,317678 |
|
|
435 |
33,341 |
0,197387 |
1,184798 |
1,184798 |
|
|
440 |
36,807 |
0,213527 |
1,074025 |
1,074025 |
|
|
445 |
40,250 |
0,229559 |
0,981179 |
0,981179 |
|
|
450 |
43,641 |
0,245347 |
0,902965 |
0,902965 |
|
|
455 |
46,952 |
0,260769 |
0,836772 |
0,836772 |
|
|
460 |
50,161 |
0,27571 |
0,780527 |
0,780527 |
|
|
465 |
53,245 |
0,290069 |
0,732573 |
0,732573 |
|
|
470 |
56,184 |
0,303758 |
0,691577 |
0,691577 |
|
|
475 |
58,963 |
0,316699 |
0,656465 |
0,656465 |
|
|
480 |
61,568 |
0,328828 |
0,626363 |
0,626363 |
|
|
485 |
63,987 |
0,340093 |
0,600561 |
0,588 |
|
|
490 |
66,211 |
0,35045 |
0,578476 |
0,558 |
|
|
495 |
68,234 |
0,359867 |
0,559632 |
0,523 |
|
|
500 |
70,049 |
0,368321 |
0,543636 |
0,495 |
|
|
505 |
71,654 |
0,375795 |
0,530167 |
0,467 |
|
|
510 |
73,046 |
0,382278 |
0,518961 |
0,443 |
|
|
515 |
74,225 |
0,387765 |
0,509806 |
0,422 |
|
|
520 |
75,188 |
0,392253 |
0,502532 |
0,402 |
|
|
525 |
75,938 |
0,395742 |
0,497006 |
0,389 |
|
|
530 |
76,472 |
0,398232 |
0,493127 |
0,374 |
|
|
535 |
76,793 |
0,399726 |
0,490827 |
0,342 |
|
|
540 |
76,900 |
0,400223 |
0,490065 |
0,302281 |
|
|
540 |
76,900 |
0,400223 |
0,114497 |
0,281 |
|
|
545 |
76,793 |
0,399726 |
0,114497 |
0,257 |
|
|
550 |
76,472 |
0,398232 |
0,114497 |
0,193 |
|
|
555 |
75,938 |
0,395742 |
0,114497 |
0,173 |
|
|
560 |
75,188 |
0,392253 |
0,114497 |
0,158 |
|
|
565 |
74,225 |
0,387765 |
0,114497 |
0,147 |
|
|
570 |
73,046 |
0,382278 |
0,114497 |
0,139 |
|
|
575 |
71,654 |
0,375795 |
0,114497 |
0,13 |
|
|
580 |
70,049 |
0,368321 |
0,114497 |
0,125 |
|
|
585 |
68,234 |
0,359867 |
0,114497 |
0,119 |
|
|
590 |
66,211 |
0,35045 |
0,114497 |
0,114497 |
|
|
595 |
63,987 |
0,340093 |
0,114497 |
0,114497 |
|
|
600 |
61,568 |
0,328828 |
0,114497 |
0,114497 |
|
|
605 |
58,963 |
0,316699 |
0,114497 |
0,114497 |
|
|
610 |
56,184 |
0,303758 |
0,114497 |
0,114497 |
|
|
615 |
53,245 |
0,290069 |
0,114497 |
0,114497 |
|
|
620 |
50,161 |
0,27571 |
0,114497 |
0,114497 |
|
|
625 |
46,952 |
0,260769 |
0,114497 |
0,114497 |
|
|
630 |
43,641 |
0,245347 |
0,114497 |
0,114497 |
|
|
635 |
40,250 |
0,229559 |
0,114497 |
0,114497 |
|
|
640 |
36,807 |
0,213527 |
0,114497 |
0,114497 |
|
|
645 |
33,341 |
0,197387 |
0,114497 |
0,114497 |
|
|
650 |
29,883 |
0,181282 |
0,114497 |
0,114497 |
|
|
655 |
26,464 |
0,165362 |
0,114497 |
0,114497 |
|
|
660 |
23,118 |
0,149781 |
0,114497 |
0,114497 |
|
|
665 |
19,879 |
0,134698 |
0,114497 |
0,114497 |
|
|
670 |
16,781 |
0,120271 |
0,114497 |
0,114497 |
|
|
675 |
13,857 |
0,106656 |
0,114497 |
0,114497 |
|
|
680 |
11,140 |
0,094005 |
0,114497 |
0,114497 |
|
|
685 |
8,661 |
0,082461 |
0,114497 |
0,114497 |
|
|
690 |
6,449 |
0,072159 |
0,114497 |
0,114497 |
|
|
695 |
4,530 |
0,063221 |
0,114497 |
0,114497 |
|
|
700 |
2,926 |
0,055754 |
0,114497 |
0,123 |
|
|
705 |
1,658 |
0,049849 |
0,114497 |
0,122 |
|
|
710 |
0,741 |
0,045578 |
0,114497 |
0,12 |
|
|
715 |
0,186 |
0,042994 |
0,114497 |
0,11 |
|
|
720 |
0,00 |
0,042129 |
0,114497 |
0,114 |
Таблица 10
|
Точка |
ц° |
X, мм |
V, л |
Давление в характерных точках, Мпа |
|
|
r`` |
20 |
2,926 |
0,05575 |
0,09001 |
|
|
a` |
240 |
61,568 |
0,32883 |
0,11783 |
|
|
f |
325 |
8,661 |
0,08246 |
0,78485 |
|
|
c` |
330 |
6,449 |
0,07216 |
0,94241 |
|
|
Pc`` |
360 |
0 |
0,04213 |
2,46349 |
|
|
zд |
370 |
0,741 |
0,04558 |
6,91626 |
|
|
в` |
480 |
61,568 |
0,32883 |
0,62636 |
|
|
Pв`` |
540 |
76,900 |
0,40022 |
0,30228 |
|
|
r` |
700 |
2,926 |
0,05575 |
0,11450 |
Рисунок 13. Индикаторные диаграммы
2. Тепловой баланс
Тепло, выделяющееся при сгорании топлива в цилиндрах двигателя, не может быть полностью преобразовано в полезную механическую работу.
Тепловой баланс позволяет определить тепло, превращенное в полезную эффективную работу, т.е. установить степень достигнутого совершенства теплоиспользования и наметить пути уменьшения имевшихся потерь.
В общем виде тепловой баланс двигателя может быть представлен в виде:
Где - общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом.
Теплота, эквивалентная эффективной работе двигателя за 1с:
Теплота, потерянная с отработавшими газами:
Теплота, передаваемая охлаждающей среде:
Где - коэффициент пропорциональности для четырехтактного двигателя, выбираем по рекомендациям; i - число цилиндров; D - диаметр цилиндра, см; n - частота вращения КВ, мин-1; - показатель степени для 4-х тактного двигателя.
Теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива:
Неучтенные потери теплоты:
Для удобства сравнения распределения теплоты или оценить степень теплоиспользования, то удобнее относительные величины, в процентах.
Проведем пример расчета для номинального режима, для всех остальных режимов результаты приведены в таблице 11.
Переведем абсолютные величины в относительные величины:
Таблица 11
|
n об/мин |
800 |
1500 |
2200 |
2850 |
3990 |
4800 |
5100 |
5610 |
|
|
Qo, Дж/с |
17498,83 |
30656,9 |
44659,36 |
58005,96 |
81591,89 |
97845,22 |
114852,1 |
119027,9 |
|
|
Qe, Дж/с |
5158,245 |
10765,06 |
16364,52 |
21320,46 |
28852,6 |
33122,83 |
36000 |
34256 |
|
|
Qr, Дж/с |
3503,988 |
7481,909 |
11701,02 |
15719,76 |
22791,92 |
27780,89 |
32807,32 |
33518,51 |
|
|
m |
0,58 |
0,605 |
0,62 |
0,63 |
0,645 |
0,65 |
0,655 |
0,652 |
|
|
Qв, Дж/с |
3702,738 |
7398,25 |
11244,22 |
14943,86 |
22279,12 |
26738,21 |
31867,31 |
32621,19 |
|
|
Qн.с, Дж/с |
3457,174 |
2595,755 |
2394,861 |
2455,715 |
2993,674 |
3451,944 |
4003,317 |
4367,231 |
|
|
Qост, Дж/с |
1676,685 |
2415,924 |
2954,735 |
3566,16 |
4674,581 |
6751,355 |
10174,14 |
14264,92 |
|
|
qe |
29,48 |
35,11 |
36,64 |
36,76 |
35,36 |
33,85 |
31,34 |
28,78 |
|
|
qr |
20,02 |
24,41 |
26,20 |
27,10 |
27,93 |
28,39 |
28,56 |
28,16 |
|
|
qв |
21,16 |
24,13 |
25,18 |
25,76 |
27,31 |
27,33 |
27,75 |
27,41 |
|
|
qн.с |
19,76 |
8,47 |
5,36 |
4,23 |
3,67 |
3,53 |
3,49 |
3,67 |
|
|
qост |
9,58 |
7,88 |
6,62 |
6,15 |
5,73 |
6,90 |
8,86 |
11,98 |
Строим график зависимости составляющих теплового баланса двигателя от частоты вращения КВ.
Рисунок 14. График зависимости составляющих теплового баланса двигателя от частоты вращения КВ
Заключение
В данной работе мы рассчитывали двухцилиндровый четырехтактный двигатель с центральным впрыском топлива. В результате расчетов мы получили с заданной мощностью при номинальных оборотах . Литровая мощность двигателя , которая занимает не последнее место по сравнению с аналогами. Так литровая мощность Suzuki Wago Plus 1,0 - 39,274 , а Subaru R1i(j) - 51,671 кВт/л.
Удельный эффективный расход на номинальном режиме что говорит о том что двигатель получился относительно экономным. Так для обычных ИД . В таблице 12 приведены данные, по которым можно сравнить полученные результаты нашего двигателя со средними показателями.
Таблица 12
|
|
|
|
||
|
Обычные ИД |
0,75 - 0,85 |
0,25 - 0,35 |
0,230 - 0,330 |
|
|
Полученный двигатель |
0,841 |
0,3134 |
0,2614 |
Список использованной литературы
[1] - Колчин А.И., Демидов В.П. «Расчет автомобильных и тракторных двигателей». М.: Высшая школа, 2002. 496 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Параметры рабочего тела. Процесс впуска и выпуска, расширения, определение необходимых значений. Коэффициент молекулярного изменения горючей и рабочей смеси. Индикаторные параметры рабочего тела. Эффективные показатели двигателя, параметры цилиндра.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 12.10.2011Тепловой расчет дизеля без наддува: параметры рабочего тела, окружающей среды и остаточные газы. Методика построения индикаторных диаграмм. Порядок проведения динамического, кинематического расчета. Уравновешивание двигателя и необходимые расчеты.
курсовая работа [87,3 K], добавлен 12.10.2011Расчет четырехтактного дизеля, предназначенного для грузового автомобиля. Техническая характеристика двигателя прототипа ЯМЗ-236. Тепловой расчет и баланс дизеля. Параметры рабочего тела, окружающей среды и остаточные газы. Процессы впуска и запуска.
курсовая работа [819,3 K], добавлен 10.06.2010Обоснование дополнительных исходных данных к выполнению теплового расчета. Параметры окружающей среды. Подогрев заряда в процессе впуска. Параметры процесса выпуска отработавших и остаточных газов. Расчет параметров рабочего цикла теплового двигателя.
курсовая работа [378,2 K], добавлен 13.12.2014Описание идеализированного цикла теплового двигателя с изохорно-изобарным процессом подвода энергии в тепловой форме и с политропными процессами сжатия и расширения рабочего тела. Определение параметров двигателя, индикаторная и тепловая диаграммы цикла.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 02.01.2014Тепловой расчет двигателя на номинальном режиме работы. Расчет процессов газообмена, процесса сжатия. Термохимический расчет процесса сгорания. Показатели рабочего цикла двигателя. Построение индикаторной диаграммы. Расчет кривошипно-шатунного механизма.
курсовая работа [144,2 K], добавлен 24.12.2016Рассмотрение термодинамических циклов двигателей внутреннего сгорания с подводом теплоты при постоянном объёме и давлении. Тепловой расчет двигателя Д-240. Вычисление процессов впуска, сжатия, сгорания, расширения. Эффективные показатели работы ДВС.
курсовая работа [161,6 K], добавлен 24.05.2012Алгоритм рабочего цикла четырехтактного бензинового двигателя внутреннего сгорания. Такт впуска, сжатия, рабочего хода механизмов. Процессы, происходящие при перемещении клапанов. Цикл вопросов для контроля усвоения информации о работе двигателя.
презентация [1,5 M], добавлен 04.03.2015Расчет рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания: динамический анализ сил, действующих на кривошипно-шатунный механизм, параметры процессов, расход топлива; проект гидрозапорной системы двигателя; выбор геометрических и экономических показателей.
дипломная работа [3,7 M], добавлен 12.10.2011Тепловой расчет двигателя: процесс впуска, сжатия, сгорания и расширения газов. Расчет индикаторных и эффективных показателей двигателя. Построение регуляторной характеристики тракторного дизеля. Кинематический расчет двигателя и расчет маховика.
курсовая работа [196,2 K], добавлен 20.10.2009
