Расчет расхода топлива в ездовом цикле автомобиля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»

Институт информационных технологий

Специальность «Промышленная электроника »

Контрольная работа

По дисциплине ««Техническая эксплуатация, диагностика и ремонт автотехники»

Студент-заочник Савуляк Виктор

Минск, 2014

Содержание

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Расход топлива в ездовом цикле

1.2 Уравнение расхода топлива

1.3 Термодинамические циклы ДВС

2. Расчетная часть

Задача №

Задача №2

Задача №3

Введение

Автомобильная промышленность -- одна из ведущих отраслей народного хозяйства. Уровень ее развития во многом определяет технический прогресс страны. Автомобильный транспорт оказывает существенное влияние на развитие экономики страны. Совершенствованию автомобильного транспорта, повышению его безопасности, снижению вредного влияния на окружающую среду неизменно уделяется большое внимание учеными и конструкторами. Создание автомобиля с высокими технико-экономическими показателями -- сложная научно-техническая задача и ее решение требует высокой квалификации исполнителей.

Одной из важнейших дисциплин учебной программы по подготовке специалистов автомобилестроения является «Теория движения автомобиля». Методология этой дисциплины составляет теоретическую основу функционального проектирования автомобиля. В связи с этим изучению физических свойств механизмов и систем автомобиля, характеристик его взаимодействия с внешней средой, процессов движения и управления движением уделяется огромное внимание учеными и исследователями.

1. Теоретическая часть

1.1 Расход топлива в ездовом цикле

Ездовой цикл представляет собой чередование режимов разгона, установившегося движения, торможения и остановок. На основе ездового цикла определяют путевой расход топлива при циклическом движении Q_щ (л/100 км).

Определим суммарные расходы топлива на всех участках ездового цикла.

Участки разгонов. Для определения расхода топлива на участках разгона необходимо построить характеристики часового расхода топлива GT (кг/ч) как функции скорости автомобиля v на всех передачах.

Двигатель при разгонах работает на внешней скоростной характеристике, поэтому часовой расход топлива можно определить по формуле

где ge -- удельный расход топлива двигателя при работе на внешней скоростной характеристике, г/(кВт * ч); Ре -- мощность двигателя, Вт.

1.2 Уравнение расхода топлива

Одним из способов определения расхода топлива является показатель общего расхода топлива за пройденный путь

Исходя из этого, можно воспользоваться формулой путевого расхода топлива:

, (2)

q_п - путевой расход топлива;

Q - общий расход топлива за пройденный путь (S) в литрах;

S - пройденный путь, расстояние соответствующее расходу топлива.

Следовательно, для определения пути:

. (3)

Для определения часового расхода топлива (G_т) используют формулу:

, (4)

с_т - плотность топлива, килограммы/литры;

t - время потраченное на движение движения;

Следовательно, формула общего расхода топлива принимает полный вид:

. (5)

При этом, если выразить часовой расход топлива через удельный эффективный расход топлива (g_е):

, (6)

N_е - эффективная мощность двигателя, кВт;

g_е - удельный эффективный расход топлива, зависящий от степени использования мощности двигателя (И), а также от угловой скорости коленчатого вала (щ);

И прировняем обе формулы (5) и (6):

. (7)

Можно получить путевой расход топлива с учетом удельного эффективного расхода топлива:

. (8)

1.3 Термодинамические циклы ДВС

На современных автомобилях устанавливают поршневые бензиновые (карбюраторные и инжекторные, с впрыском бензина) и дизельные двигатели. Схема поршневого двигателя внутреннего сгорания (ДВС) показана на рис. 2.1. Положение поршня, при котором он максимально удален от оси коленчатого вала, называется верхней мертвой точкой (ВМТ). Положение поршня, при котором он минимально удален от оси коленчатого вала, называется нижней мертвой точкой (НМТ). Расстояние вдоль оси цилиндра между верхней и нижней мертвыми точками называется ходом поршня S = 2R (R -- радиус кривошипа коленчатого вала). Кривошип связан с поршнем шатуном длиной L. Объем, освобождаемый поршнем при движении от ВМТ до НМТ, называется рабочим объемом цилиндра Vh:

где D -- диаметр цилиндра.

Объем над поршнем при его положении в ВМТ называется объемом камеры сжатия (камеры сгорания) Vc. Объем над поршнем при его положении в НМТ называется полным объемом цилиндра:

Va =VC +Vh.

Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия называется степенью сжатия е:

Рис. 1. Схема поршневого двигателя внутреннего сгорания: 1 -- головка блока; 2 -- поршень; 3 -- блок цилиндров; 4 -- шатун; 5 -- кривошип коленвала; 6 -- поддон (масляный картер)

Воздух (или топливовоздушная смесь), поступивший в цилиндр через впускной клапан, называется свежим зарядом. Продукты сгорания, оставшиеся в цилиндре после выпуска их через выпускной клапан, называются остаточными газами. Смесь свежего заряда с остаточными газами называется рабочей смесью. Газы, с помощью которых в цилиндре осуществляется преобразование тепловой энергии в механическую работу, называются рабочим телом. Последовательно протекающая совокупность изменений состояния рабочего тела, в результате которой оно обретает свое первоначальное термодинамическое состояние и преобразовывает тепловую энергию в механическую работу, называется рабочим циклом ДВС. Часть рабочего цикла двигателя, совершаемого за один ход поршня, называют тактом.

2. Расчётная часть

Задача №3

Определить количество воздуха в мі для полного сгорания 1 кг дизельного топлива, если известен элементарный состав топлива в виде 0,86С+ 0,13Н +0,01 О=1кг.

При сжигании твердого и жидкого топлива горючие вещества могут окисляться с образованием оксидов различной степени окисления. Стехиометрические уравнения реакций горения углерода, водорода и серы можно записать так:

а) С+О₂=СО₂;

б) С+(1/2)·О₂=СО;

в) S+О₂=SО₂;

г) H₂+(1/2)·О₂=H₂О;

При расчете объемов воздуха и продуктов сгорания условно принимают, что все горючие вещества окисляются полностью с образованием только оксидов с наивысшей степенью окисления (реакции а, в, г).

Из уравнения (а) следует, что для полного окисления 1 кмоль углерода (12 кг) расходуется 1 кмоль, т. е. 22,4 м³, кислорода и образуется 1 кмоль (22,4 м³) оксида углерода. Соответственно для 1 кг углерода потребуется 22,4/12 = 1,866 м³ кислорода и образуется 1,866 м₃ СО₂. В 1 кг топлива содержится С^p/100 кг углерода. Для его горения необходимо 1,866·С^p/100 м³ кислорода и при сгорании образуется 1,866 С^p/100 м³ CO₂.

Аналогично из уравнений (в) и (г) на окисление горючей серы (мs = 32), содержащейся в 1 кг топлива, потребуется (22,4/32) S^p_л/100 м³ кислорода и образуется такой же объем SO². А на окисление водорода, содержащегося в 1 кг топлива, потребуется 0,5·(22,4/2,02) Н^p/100 м³ кислорода и образуется (22,4/2,02) Н^p/100 м³ водяного пара.

Суммируя полученные выражения и учитывая кислород, находящийся в топливе, после несложных преобразований получим формулу для определения количества кислорода, теоретически необходимого для полного сжигания 1 кг твердого или жидкого топлива, м³/кг:

В воздухе содержится кислорода примерно 21 % по объему, поэтому количество воздуха, теоретически необходимое для полного сжигания 1 кг топлива V⁰, м³/кг, составляет:

Задача №12

На сколько километров пути хватит 10л бензина для мотоцикла с двигателем мощностью 8,4кВт и эффективным КПД 21%. Скорость движения мотоцикла 54 км/ч.

Определим путевой расход по формуле (8)

.

Подставим значение путевого расхода в формулу (3)

.

Ответ: 10 литров бензина хватит на 128 км.

Задача № 27

топливо автомобиль двигатель ездовой

Определить необходимое значение коэффициента распределения тормозных моментов вт двухосного грузового автомобиля, обеспечивающее полное использование сцепных возможностей при ц_х=0,4. Параметры автомобиля: база L=3,95м, высота центра масс h_c=1,7м, на передний мост приходится 0,3 mа, на задний 0,7 mа.

Решение:

Подставляя значения в формулу (1.6) находим тормозной момент на переднем мосту:

М_f1

Аналогичным образом находим тормозной момент на заднем мосту:

M_f2л

в=

Ответ: коэффициент распределения тормозных моментов вт двухосного грузового автомобиля равен 0,462

Размещено на Allbest.ru