Тепловой и динамический расчет двигателя ВАЗ-2103

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Введение

Тепловой расчет двигателя служит для определения параметров рабочего тела в цилиндре двигателя, а также оценочных показателей рабочего процесса, для оценки мощностных и экономических показателей, позволяющих оценить мощность и расход топлива.

В основе методики расчета лежит метод В.И. Гриневецкого, в дальнейшем усовершенствованный Е.К. Мазингом, Н.Р. Брилингом, Б.С. Стечкиным и др.

Задачей динамического расчета является определение сил, действующих в механизмах преобразования энергии рабочего тела в механическую работу двигателя.

В настоящей работе тепловой и динамический расчеты выполняются для режима номинальной мощности.

1. Двигатель ВАЗ 2103

Двигатель четырехтактный, карбюраторный, рядный, с верхним расположением распределительного вала. Система охлаждения двигателя - жидкостная, закрытого типа, с принудительной циркуляцией жидкости. Двигатель имеет комбинированную систему смазки: под давлением и разбрызгиванием.

Характеристика двигателя ВАЗ 2103

Количество цилиндров:	4
Рабочий объем цилиндров, л:	1,45
Степень сжатия:	8,5
Номинальная мощность двигателя при частоте вращения коленчатого вала 5600 об/мин,:	52,5 кВт.-(71,4 л.с.)
Диаметр цилиндра, мм:	76
Ход поршня, мм:	80
Максимальный крутящий момент при 3400 об/мин., Н*м:	104
Порядок работы цилиндров:	1-3-4-2

2. Тепловой расчет двигателя

Исходные данные для теплового расчета поршневого двигателя внутреннего сгорания.

марка автомобильного двигателя ВАЗ-2103

номинальная мощность двигателя N_e = 55,0 кВт.частота вращения коленчатого вала n = 5350 об/мин.число тактов ф = 4

число цилиндров и расположение цилиндров i = 4Ркоэффициент избытка воздуха = 0.86

степень сжатия е = 8.6

отношение хода поршня к диаметру цилиндров S/D = 1.03

тип двигателя бензиновый

Примечание: у прототипа номинальная мощность двигателя N_e = 52,5 кВт. частота вращения коленчатого вала n = 5600 об/мин. степень сжатия е = 8.5, отношение хода поршня к диаметру цилиндров S/D = 80/76 = 1.053

Для расчета двигателя в качестве топлива принимаем бензин А-92 с элементарным составом по массе: g_c = 0,85; g_n = 0,15; g₀ = 0.

Низшая теплота сгорания данного топлива Н_и = 44000 кДж/кг.

Давление и температуру окружающей среды принимаем равными р₀ = 0,1 МПа, Т₀ = 298 К.

В начале сжатия температура отработавших газов для бензиновых ДВС изменяется в пределах от 800 до 1200 К, для расчета принимаемТ_r = 900 К.

Давление остаточных газов: р_r = (1,05...1,25) · p₀ МПа

Принимаем р_r = 1,2·0,1 = 0,12 МПа

Температура подогрева свежего заряда для бензиновых ДВС изменяется в пределах: ДТ= 5...30 К, принимаем ДТ = 15 К.

Величина потери давления на впуске для бензиновых ДВС Д р_а = (0,06…0,2) ?р₀ МПа

Принимаем Д р_а = 0,06·0,01 = 0,006 МПа

Примечание: при сравнении результатов расчетов допустимые значения промежуточных расчетных параметров взяты из [5].

2.1 Процесс наполнения

Давление газов в цилиндре в конце впуска:

МПа.

Коэффициент остаточных газов вычисляется по формуле:

;

допустимое значение (0,04..0,12)

Температура газов в цилиндре в конце впуска:

K; допустимое значение(320…370)

Коэффициент наполнения вычисляется по формуле:

;

допустимое значение(0,70…0,9)

Выводы: результаты расчетов соответствуют допустимым значениям

2.2 Процесс сжатия

Давление и температура газов в конце сжатия вычисляются по формулам:

МПа; допустимое значение(1,2..2,5)

К; допустимое значение(550..900)

где n₁ - показатель политропы сжатия;

n₁ = 1,35…1,39 для бензиновых двигателей

Принимаем: n₁ = 1,35

Выводы: результаты расчетов соответствуют допустимым значениям

2.3 Процесс сгорания

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания топлива:

кмоль/кг

где g_c= 0,85; g_n= 0,15; g₀ = 0 - средний элементарный состав топлива для бензина А-92

Количество свежего заряда (кмоль) для бензиновых двигателей определяется по формуле:

где m_I - молекулярная масса топлива. Для бензина m_I = 110…120 кмоль/кг

Принимаем: m_I = 120 кмоль/кг

б - коэффициент избытка воздуха

по заданию: б = 0,86 на основных режимах.

кмоль/кг

Количество продуктов сгорания при работе двигателя на бензине при б < 1:

кмоль/кг

Теоретический коэффициент молекулярного изменения:

Действительный коэффициент молекулярного изменения:

;

допустимое значение(1,02..1,12)

Низшая теплота сгорания топлива Н_и = 44000 кДж/кг.

Потеря тепла вследствие неполноты сгорания топлива:

кДж/кмоль·К

Средняя мольная теплоемкость свежего заряда:

кДж/кмоль·град

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания:

Коэффициент использования теплоты для бензиновых ДВС изменяется в пределах Принимаем:

Максимальная температура сгорания подсчитывается по уравнению:

Подставив в уравнение найденное значение , имеем:

Решаем квадратное уравнение:

,

где А = 2,99 ·10^-3; В = 22,57; С = - 74791,61

К;

допустимое значение(2300..2800)

Теоретическое максимальное давление цикла:

МПа;

допустимое значение (3,0..10,0)

Степень повышения давления

;

допустимое значение(2,0..4,0)

Действительное давление конца сгорания

МПа

где коэффициент уменьшения давления для карбюраторных двигателей.

Принимаем

Выводы: результаты расчетов соответствуют допустимым значениям

2.4 Процесс расширения

Степень предварительного расширения для бензиновых двигателей = 1.

Степень последующего расширения

Температура в конце расширения

,

где средний показатель политропы расширения для бензиновых двигателей. Принимаем: .

К;

допустимое значение(0,35..0,65)

Давление в конце расширения:

МПа;

допустимое значение(1200..1700)

Выводы: результаты расчетов соответствуют допустимым значениям

2.5 Процесс выпуска

Параметры процесса выпуска выбираем в начале расчета (см. стр. 4):

температура отработавших газов для бензиновых ДВС изменяется в пределах от 800 до 1200 К, для расчета принято Т_r = 900 К.;

давление остаточных газов: р_r = (1,15...1,25) · p₀ принято р_r = 1,2·0,1 = 0,12 МПа

Правильность выбора температуры Т_r проверяем по формуле профессора Е.К. Мазинга

К

Погрешность расчета составляет , что меньше предельной - 10%, следовательно, нет надобности уточнять произведенные расчеты.

2.6 Индикаторные показатели

Среднее индикаторное давление теоретического цикла:

МПа

Среднее индикаторное давление действительного цикла:

МПа;

допустимое значение(0,8..1,5)

где коэффициент полноты индикаторной диаграммы,

принимаем:

Индикаторный КПД:

допустимое значение(0,28..0,46)

Удельный индикаторный расход топлива:

г/кВт·ч;

допустимое значение(180..295)

Выводы: результаты расчетов соответствуют допустимым значениям

2.7 Эффективные показатели

Величина механического КПД двигателя выбирается исходя из того, что для бензиновых ДВС изменяется от 0,7 до 0,85. Принимаем: .

Среднее эффективное давление:

МПа;

допустимое значение(0,6..2,1)

Эффективный КПД:

;

допустимое значение(0,25..0,39)

Удельный эффективный расход топлива:

г/кВт·ч;

допустимое значение (215..330)

Выводы: результаты расчетов для р_е соответствует допустимому значению.

Погрешность для з_е

для g_е

Увеличение з_е и соответственно уменьшение g_е обеспечивается увеличением ,что вызывает увеличение р_е.Принятое значение МПа обеспечивает (см. ниже) ход поршня равный прототипу.

2.8 Определение основных размеров двигателя

По эффективной мощности, частоте вращения коленчатого вала и среднему давлению определяем литраж двигателя по формуле:

л.

У прототипа л.

Рабочий объем одного цилиндра:

л,

где i - число цилиндров.

По заданию соотношение S/D = 1.03.

Диаметр цилиндра

м

Ход поршня

м

У прототипа м. м.

Эффективная мощность

кВт

Эффективный крутящий момент

Н·м

Часовой расход топлива

кг/ч

Средняя скорость поршня

м/с

Литровая мощность

кВт/л

Таким образом, найдены основные параметры рабочего цикла двигателя, индикаторные и эффективные показатели его работы, также определены основные размеры двигателя.

тепловой динамический мощностной экономический двигатель

3. Динамический расчет

Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма выполняется с целью определения суммарных сил и моментов, возникающих от давления газов и от сил инерции. Результаты динамического расчета используются при расчете деталей двигателя на прочность и износ.

В течение каждого рабочего цикла силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме, непрерывно изменяются по величине и направлению. Поэтому для характера изменения сил по углу поворота коленчатого вала их величины определяют для ряда различных положений вала через каждые 30 град. поворота коленчатого вала.

3.1 Построение индикаторной диаграммы

Индикаторная диаграмма строится в координатах p-V. Построение индикаторной диаграммы двигателя внутреннего сгорания производится на основании теплового расчета.

В начале построения на оси абсцисс откладывают отрезок АВ, соответствующий рабочему объему цилиндра, а по величине равный ходу поршня в масштабе ms, который в зависимости от величины хода поршня проектируемого двигателя может быть принят 1:1 …1,5:1. Принимаем 1:1.

Отрезок ОА, соответствует объему камеры сгорания, определяется из соотношения

мм

При построении диаграммы выбираем масштаб давления m_р = 0,04 МПа/мм.

Затем по данным теплового расчета на диаграмме откладывают в выбранном масштабе величины давлений в характерных точках а, с, z', z, b, r.

Таблица 1

точки	a	c	z'	z	b	r
p, МПа	0,094	1,717	6,350	5,397	0,422	0,120

По наиболее распространенному графическому методу Бауэра политропы сжатия и расширения строим следующим способом.

Из начала координат проводим луч ОК под углом а₀ = 20° к оси координат. Далее из начала координат проводим лучи ОД и ОЕ под углами ₁ и ₂ к оси ординат. Эти углы определяют из соотношений:

Политропу сжатия строим с помощью лучей ОК и ОД. Из точки С проводим горизонталь до пересечения с осью ординат; из точки пересечения - линию под углом 45° к вертикали до пересечения с лучом ОД, а из этой точки - вторую горизонтальную линию, параллельную оси абсцисс. Затем из точки С проводим вертикальную линию до пересечения с лучом ОК. Из этой точки пересечения под углом 45° к вертикали проводим линию до пересечения с осью абсцисс, а из этой точки - вторую вертикальную линию, параллельную оси ординат, до пересечения со второй горизонтальной линией. Точка пересечения этих линий будет промежуточной точкой 1 политропы сжатия. Точку 2 находим аналогично, принимая точку 1 за начало построения.

Политропу расширения строим с помощью лучей ОК и ОЕ, начиная от точки z, аналогично построению политропы сжатия. Критерием правильности построения политропы расширения является приход ее в ранее нанесенную точку b.

После построения политропы сжатия и расширения производим скругление индикаторной диаграммы с учетом предварения открытия выпускного клапана, опережения зажигания и скорости нарастания давления, а также наносим линии впуска и выпуска. Для этой цели под осью абсцисс проводим на длине хода поршня S как на диаметре полуокружность радиусом R=S/2. Из геометрического центра О' в сторону н.м. т. откладываем отрезок

мм

Величина O'O'₁ представляет собой поправку Брикса. Из точки O'₁ под углом г₀ = 45° (угол предварения открытия выпускного клапана, который выбирается из таблицы или по прототипу) проводим луч O₁B₁. По учебнику [4], стр. 44 угол предварения открытия выпускного клапана равен 42-47°. Полученную точку В₁ соответствующую началу открытия выпускного клапана, сносим на политропу расширения (точка b₁)/

Луч O'C₁ проводим под углом и₀, соответствующим углу опережения зажигания (и₀ = 27° поворота кривошипного вала до в.м.т.), а точку С₁ сносим на политропу сжатия, получая точку с'₁. По справочникам угол опережения зажигания и₀ = 25-27°. Затем проводят плавные кривые c₁'c” изменяя линии сжатия в связи с опережением зажигания и b₁'b” изменения линии расширения в связи с предварением открытия выпускного клапана. При этом можно считать, что точка b” находиться на середине расстояния bа, а ордината точки с” находится из соотношения р_с” = 1,2 р_с и откладывается на линии AZ'.

Развертку индикаторной диаграммы в координаты р-ц выполняем справа от индикаторной диаграммы. Ось абсцисс развернутой диаграммы располагаем по горизонтали на уровне линии р₀ индикаторной диаграммы. Длина графика (720° поворота кривошипного вала) делим на 24 равных участка, которые соответствуют определенному углу поворота коленчатого вала. Каждую точку на линии абсцисс нумеруем (0є, 30є, 60° ПКВ). По наиболее распространенному способу Ф.А. Брикса дальнейшее перестроение индикаторной диаграммы ведем в следующей последовательности.

Полученную полуокружность делим вспомогательными лучами из центра О' на 6 равных частей, а затем из центра Брикса (точка Oi') проводим линии, параллельные вспомогательным лучам, до пересечения с полуокружностью.

Вновь полученные точки на полуокружности соответствуют определенным углам ц ПКВ. Из этих точек проводим вертикали до пересечения с соответствующими линиями индикаторной диаграммы. Развертку индикаторной диаграммы начинаем, принимая за начало координат положение поршня в в.м.т. в начале такта впуска. Далее для каждого значения угла ц на индикаторной диаграмме определяем величину давления в надпоршневой полости и заносим в табл.1.

Для проверки правильности построений и дальнейших расчетов сил производим аналитический расчет политроп сжатия и растяжения через каждые 30є поворота кривошипа по следующим формулам:

политропа сжатия

,

где АВ и АО - определены в разделе 3.1;

S_i - перемещение поршня в i-ое положение из положения начала сжатия.

политропа расширения

,

где S_i - перемещение поршня в i-ое положение из положения начала расширения.

Результаты расчетов сведены в таблицу 2.

АВ = 80 мм; АО = 10,53 мм; n₁ = 1.35; n₂ = 1.26

Таблица 2

сжатие	расширение
№№, пол.	цi, град.	pi, МПа	№№, пол.	цi, град.	pi, МПа
7	180	0,094	14	360	6,350
8	210	0,102	14*	375,21	5,397
9	240	0,132	15	390	3,781
10	270	0,207	16	420	1,660
11	300	0,408	17	450	0,880
12	330	0,985	18	480	0,578
13	360	1,717	19	510	0,456
			20	540	0,422

3.2 Силы, действующие в КШМ

Определяем силу давления газов на днище поршня для положений коленчатого вала, отстоящих друг от друга на 30 град. поворота коленчатого вала в пределах (0...720)⁰ поворота коленчатого вала. За начало отсчета принимаем такое положение кривошипа, когда поршень находится в начале такта впуска.

Силу давления газов на днище поршня определяем по формуле:

(1)

где р_г - индикаторное давление в каждом рассчитываемом положении, определяемое по построенной индикаторной диаграмме.

• Результаты расчета заносятся в табл. 3.
• Определяем силу инерции от возвратно-поступательно движущихся масс:

(2)

где л = 0,25 - отношение длины кривошипа к длине шатуна

• Масса поступательно движущихся частей кривошипно-шатунного механизма определяется из выражения:
• , (3)
• где доля массы шатуна, отнесенная к возвратно-поступательно движущимся массам.
• Значения m_n и m_ш вычисляются:
• кг
• кг
• где м²
• Теперь
• кг
• Угловая скорость кривошипа
• мин^-1 (4)
• Радиус кривошипа
• м. (5)
• Результаты расчета заносятся в табл. 3.
• Находим суммарную силу, действующую в кривошипно-шатунном механизме. Определение этой силы ведем путем алгебраического сложения сил давления газов и сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс:
• (6)
• Результаты расчетов заносим в таблицу 3.
• Определяем нормальную силу К, направленную по радиусу кривошипа
• (7)
• где
• l - длина шатуна
• Определяем тангенциальную силу Т, направленную по касательной к окружности радиуса кривошипа
• (8)

Результаты расчетов К и Т заносим в таблицу 4.

Графики сил Р_г и Р_j строим в одинаковом масштабе и на той же координатной сетке. На основании полученных графиков Р_г и Р_j на той же координатной сетке и в том же масштабе строим график суммарной силы Р_У.

Определение модуля силы Р_У для различных значений угла ц выполняем путем суммирования в каждой точке ординат графиков и с учетом их знаков и модулей сил Р_г и P_j из табл. 3.

Таким же образом строим графики сил Т и К.

Mр = 6000/40 = 150H/мм- определяем графическим путем

Масштабные коэффициенты

т_Рг = т_Рj = т_РУ = т_К = т_Т =150 Н/мм

Таблица 3

Результаты расчета сил Р_г, Р_j и Р_У

ц, град	Рг , МПа	Рг , Н	cosц+лcos2ц	РJ , Н	PУ , Н
0	0,120	94,8	1,250	-15811,0	-15716,2
30	0,94	74,3	0,991	-12535,3	-12461,1
60	0,94	53,7	0,375	-4743,3	-4689,6
90	0,94	33,2	-0,250	3162,2	3195,4
120	0,94	12,6	-0,625	7905,5	7918,2
150	0,94	-7,9	-0,741	9373,1	9365,2
180	0,94	-28,4	-0,750	9486,6	9458,2
210	0,116	9,8	-0,741	9373,1	9382,9
240	0,132	150,1	-0,625	7905,5	8055,7
270	0,207	505,0	-0,250	3162,2	3667,3
300	0,408	1459,0	0,375	-4743,3	-3284,3
330	0,985	4194,8	0,991	-12535,3	-8340,5
360	1,717	7663,2	1,250	-15811,0	-8147,8
375,470	5,397	25109,6	1,178	-14902,8	10206,8
390	3,781	17446,8	0,991	-12535,3	4911,5
420	1,660	7395,1	0,375	-4743,3	2651,8
450	0,880	3696,4	-0,250	3162,2	6858,6
480	0,578	2265,6	-0,625	7905,5	10171,1
510	0,456	1686,1	-0,741	9373,1	11059,2
540	0,120	748,9	-0,750	9486,6	10235,5
570	0,120	284,2	-0,741	9373,1	9657,3
600	0,120	246,3	-0,625	7905,5	8151,8
630	0,120	208,4	-0,250	3162,2	3370,6
660	0,120	170,6	0,375	-4743,3	-4572,8
690	0,120	132,7	0,991	-12535,3	-12402,6
720	0,120	94,8	1,250	-15811,0	-15716,2

Таблица 4

Результаты расчета сил Т и К

ц, град	cos(б+)/cos	К , Н	sin(б+)/cos	Т, Н
0	1,000	-15716,2	0,000	0,0
30	0,803	-10006,6	0,609	-7590,1
60	0,308	-1444,1	0,977	-4581,3
90	-0,258	-825,0	1,000	3195,4
120	-0,692	-5479,8	0,755	5979,3
150	-0,929	-8700,5	0,391	3660,8
180	-1,000	-9458,2	0,000	0,0
210	-0,929	-8716,9	-0,391	-3667,7
240	-0,692	-5575,0	-0,755	-6083,2
270	-0,258	-946,9	-1,000	-3667,3
300	0,308	-1011,4	-0,977	3208,4
330	0,803	-6697,7	-0,609	5080,3
360	1,000	-8147,8	0,000	0,0
375,47	0,946	9655,1	0,331	3379,9
390	0,803	3944,1	0,609	2991,7
420	0,308	816,6	0,977	2590,5
450	-0,258	-1770,9	1,000	6858,6
480	-0,692	-7039,0	0,755	7680,7
510	-0,929	-10274,2	0,391	4322,9
540	-1,000	-10235,5	0,000	0,0
570	-0,929	-8971,8	-0,391	-3775,0
600	-0,692	-5641,5	-0,755	-6155,8
630	-0,258	-870,3	-1,000	-3370,6
660	0,308	-1408,2	-0,977	4467,2
690	0,803	-9959,7	-0,609	7554,6
720	1,000	-15716,2	0,000	0,0

3.3 Построение полярной диаграммы нагрузки

Полярная диаграмма нагрузок на шатунную шейку строится для определения величин, направления и точек приложения сил, действующих на шатунную шейку при различных положениях коленчатого вала.

В разделе 3 определены нормальная сила К, направленная по радиусу кривошипа и тангенциальная сила Т, направленная по касательной к окружности радиуса кривошипа. Нагрузка вызывается силой, равной геометрической сумме сил К и Т.

Отрицательные значения силы К откладываем вверх, а положительные значения силы Т откладываем вправо. Сила S образует с горизонтальной осью угол :

Расчеты сводим в таблицу 6.

Таблица 6

Результаты расчета силы N и угла г

ц, град	К , Н	Т, Н	S, Н	г, град
0	-15716,2	0,0	15716,2	90,0
30	-10006,6	-7590,1	12559,6	127,2
60	-1444,1	-4581,3	4803,5	162,5
90	-825,0	3195,4	3300,2	14,5
120	-5479,8	5979,3	8110,5	42,5
150	-8700,5	3660,8	9439,2	67,2
180	-9458,2	0,0	9458,2	90,0
210	-8716,9	-3667,7	9457,1	112,8
240	-5575,0	-6083,2	8251,4	137,5
270	-946,9	-3667,3	3787,5	165,5
300	-1011,4	3208,4	3364,1	17,5
330	-6697,7	5080,3	8406,4	52,8
360	-8147,8	0,0	8147,8	90,0
375,47	9655,1	3379,9	10229,6	289,3
390	3944,1	2991,7	4950,4	307,2
420	816,6	2590,5	2716,2	342,5
450	-1770,9	6858,6	7083,6	14,5
480	-7039,0	7680,7	10418,2	42,5
510	-10274,2	4322,9	11146,6	67,2
540	-10235,5	0,0	10235,5	90,0
570	-8971,8	-3775,0	9733,6	112,8
600	-5641,5	-6155,8	8349,9	137,5
630	-870,3	-3370,6	3481,2	165,5
660	-1408,2	4467,2	4683,8	17,5
690	-9959,7	7554,6	12500,7	52,8
720	-15716,2	0,0	15716,2	90,0

Диаграмма изменения силы S и есть полярная диаграмма сил, действующих на шатунную шейку, но без учета центробежной силы массы шатуна К_rш, отнесенной к его нижней головке:

,

где кг

При установившемся движении сила Н.

имеет постоянную величину. Ее действие изменяет величину силы К, что учитывается переносом начала координат, построенной полярной диаграммы сил вниз по оси К на величину К_rш/m_K мм. Полученная точка О_ш является новым полюсом, а ранее построенная кривая относительно него будет полярной диаграммой сил, действующих на шатунную шейку.

Вектор, направленный из полюса О_ш к любой точке кривой на диаграмме, определяет в выбранном масштабе величину и направление R_шш нагрузки на шатунную шейку для соответствующего угла поворота коленчатого вала.

3.4 Построение графика суммарного крутящего момента

Для построения кривой суммарного крутящего момента М_i = М_крср многоцилиндрового двигателя графически суммируем кривые крутящих моментов от каждого цилиндра, сдвигая влево одну кривую относительно другой на угол и поворота кривошипа между вспышками.

Для двигателя с равными интервалами между вспышками суммарный крутящий момент для четырехтактного двигателя будет периодически повторятся через:



Поскольку , а R = const, то кривая будет отличаться от кривой лишь масштабом.

- определили графическим путем

Масштаб крутящего момента ,

Таблица 5

Угол повор. коленч. вала, град.	Крутящий момент для цилиндра, Н·м	Суммарный крутящий момент, Н·м	Площадь ограниченная графиком суммарного крутящего момента
	№№ цилиндров
	1	3	4	2
0	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	между коорд.
30	-303,7	119,7	-151,0	-146,7	-481,7	0°-30°	-7226,2
60	-183,3	103,6	-246,3	-243,4	-569,3	30°-60°	-15765,8
90	127,8	274,4	-134,9	-146,7	120,7	60°-90°	-6729,6
120	239,2	307,3	178,7	128,4	853,6	90°-1200°	14614,1
150	146,5	173,0	302,2	203,3	824,9	120°-150°	25177,7
180	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	150°-180°	12373,7

Средний крутящий момент М_кр.ср. определяется по площади, лежащей под кривой графика суммарного М_кр.:

Нм,

где F₁ и F₂ - соответственно положительная и отрицательная площади под кривой суммарного М_кр, мм₂;

L - длина интервала между вспышками по диаграмме крутящего момента, мм.

Найденный момент М_кр.ср. представляет собой средний индикаторный момент двигателя.

Эффективный крутящий момент двигателя:

Значение з_М определено в разделе 2.7. Значение эффективного крутящего момента, полученное по данной формуле, должно совпадать с величиной М_е, вычисленной ранее.

Нм

Погрешность вычислений составляет:

Относительная погрешность вычислений М_кр.ср не превышает

Заключение

В результате выполнения курсовой работы был произведен тепловой и динамический расчет двигателя ВАЗ-2103.

Проведя тепловой расчет, определили параметры рабочего тела в цилиндре двигателя, а также произвели оценочные показатели процесса, позволяющие определить параметры двигателя и оценить его мощностные и экономические показатели.

При выполнении динамического расчета определили действующие на кривошипно-шатунный механизм силы, а также крутящий момент, развиваемый двигателем.

Список литературы

1. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Автомобильные двигатели» для студентов специальности 1-37 01 06 - Новополоцк, 2001.-86 с.

2. Термодинамика, теплопередача и двигатели внутреннего сгорания / Железко Б.Е., Адамов В.М., Есьман Р.И.- Мн.: «Выш.шк.»,1985.- 272 с.

3. Техническая термодинамика / Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 416 с.

4. Автомобили. Основы конструкций / Вахламов В.К.- М.: Издательский центр «Академия», 2008.- 528с.

5. Вершина, Г.А. Тепловой расчет двигателей внутреннего сгорания: учебно-методическое пособие для студентов специальности 1-37 01 01 «Двигатели внутреннего сгорания» / Г.А. Вершина, Г.М. Кухаренок, Д.Г. Гершань.- Минск: БНТУ, 2016. - 51 с.

6. Лиханов В.А., Деветьяров Р.Р. Расчет автомобильных двигателей: Учебное пособие. - 2-е изд., испр. и доп. - Киров: Вятская ГСХА, 2008. - 176 с.

7. Мелисаров, В.М. Тепловой расчёт и тепловой баланс дизельного двигателя без наддува и с турбонаддувом. Расчёт основных деталей двигателя: учебное пособие / В.М. Мелисаров, М.А. Каменская, П.П. Беспалько, А.М. Каменский. - Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2011. - 100 с.

Размещено на allbest.ru