ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК ДВИГУНА ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРАННЯ з іскровим запаленням ТА ПРОТОТИПОМ ЗМ4062. Курсова робота з Автомобільні двигуни. Робота № 526903

Перехід до торгівельного партнера Binance

ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК ДВИГУНА ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРАННЯ з іскровим запаленням ТА ПРОТОТИПОМ ЗМ4062

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Інші

Інститут:

Факультет:

КН

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2013

Тип роботи:

Курсова робота

Предмет:

Автомобільні двигуни

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

УДК 621.4.(075.8) ББК 39.33я73 КП А224 Інв. № РОЗРАХУНКОВО-ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА ПРО КУРСОВУ РОБОТУ Розрахунок двигуна внутрішнього згорання для автомобільної техніки ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК ДВИГУНА ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРАННЯ з іскровим запаленням ТА ПРОТОТИПОМ ЗМ4062 (заключний) Начальник кафедри (підпис) О. Лиско (дата) Керівник курсової роботи доцент кафедри технічного забезпечення канд. техн. наук, с.н.с (підпис) В. Климен (дата) Автор ( Цей звіт підготовлений як індивідуальне завдання самостійної роботи курсанта (слухача,студента) з навчальної дисципліни «Автомобільні двигуни». РЕФЕРАТ (повинен містити: - відомість про обсяг звіту, кількість ілюстрацій, таблиць, додатків, кількість джерел, згідно з переліком посилань (Усі відомості наводять включаючи дані додатки) Текст реферату Перелік ключових слів Текст реферату повинен відбивати подану у звіті інформацію і як правило у такій послідовності: Обєкт дослідження або розробки Мета роботи Методи дослідження та апаратура Результати та їх актуальність Основні конструктивні, технологічні, техніко – експлуатаційні характеристики та показники; Рекомендації щодо використання результатів роботи Галузь застосування Економічна ефективність Значущість роботи та висновки Прогнозні припущення про розвиток обєкта дослідження або розроблення У першому розділі даної роботи наведено загальні положення щодо розрахунку двигуна. Висвітлена мета роботи, завдання та початкові дані для розрахунку двигуна. У другому розділі наведено методику теплового розрахунку двигуна за кожним її розділом. Розрахунки робочого тіла, процесів газообміну, стиску, згорання, розширення, визначення механічних втрат, індикаторних показників та показників ефективності двигуна, основних розмірів двигуна, виконана побудова зовнішньої швидкісної характеристики, індикаторна діаграма. Також висвітлено порівняння отриманих основних показників проектованого двигуна із вибраним прототипом двигуна внутрішнього згорання ЗМІСТ ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, ОДИНИЦЬ, СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ 3 ПЕРЕДМОВА ВСТУП РОЗДІЛ 1 ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ ЩОДО РОЗРОБКИ КУРСОВОЇ РОБОТИ 1.1.Загальний аналіз двигуна внутрішнього згорання на бензиновому паливі. 1.2.Аналіз умов роботи, вибір прототипу і компонування двигуна. 1.3.Початкові данні для розрахунку двигуна. РОЗДІЛ 2 МЕТОДИКА ТЕПЛОВОГО РОЗРАХУНКУ ДВИГУНА 2.1 Методика розрахунку робочого тіла. 2.2 Методика розрахунку процесів газообміну. 2.3 Методика розрахунку процесу стиску. 2.4 Методика розрахунку процесу згорання. 2.5 Методика розрахунку процесу розширення. 2.6 Методика визначення механічних втрат, індикаторних показників та показників ефективності двигуна. 2.7 Методика визначення основних розмірів двигуна та побудови зовнішньої швидкісної характеристики. 2.8 Методика побудови індикаторної діаграми та порівняння основних показників проектованого двигуна і прототипу. ВИСНОВКИ РЕКОМЕНДАЦІЇ ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ ДОДАТКИ ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, ОДИНИЦЬ, СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ ВМТ – верхня мертва точка; НМТ – нижня мертва точка; ДВЗ – двигун внутрішнього згорання; ККД – коефіцієнт корисної дії; КЗ – камера згорання; КШМ – кривошипо – шатунний механізм; РТ – робоче тіло; СЗ – свіжий заряд; ДзІЗ – двигун з іскровим запалюванням; α - коефіцієнт надлишкового повітря; L0 - кількість свіжої суміші α* L0 - дійсна кількість повітря яка приймає учать в згорянні; М - кількість свіжого сумішоутворення; µ0 - Теоретичний коефіцієнт молярної зміни; ρ - щільність заряду на впуску в циліндри; Рк - тиск робочого тіла; Тк - температура робочого тіла; R - універсальна газова стала; ∆Т - температура підігріву свіжого повітря на впуску; β2+ξ - сумарний фактор супротиву впускного тракту; β - коефіцієнт затухання потоку суміші; ξ - коефіцієнт супротиву впускних систем; Ср/ - теплоємність залишкових газів при сталому тиску; Ср - теплоємність свіжого повітря при сталому тиску; φ1 - коефіцієнт дозарядки; ∆Ра - гідравлічні втрати у впускному трубопроводі; ϒ - коефіцієнт залишкових газів; ε - ступінь стиску; n1 - показник політропи; Hc - теплота горіння робочої суміші; HM - найнижча теплота горіння 1 кг палива; ∆HM - втрати теплоти на 1 кг палива; ξz - коефіцієнт активного тепловиділення в точці z; µ - дійсний коефіцієнт молярної зміни робочої суміші; Z - точка закінчення розрахункового процесу підводу теплоти; С - точка закінчення розрахункового процесу тиску; Uz - внутрішня енергія робочого тіла в точці z; Uc - внутрішня енергія робочого тіла в точці с; ri - об’єм долі відпрацьованих газів; Lz`z - коефіцієнт механічної роботи яка здійснюється при ізобарному процесі теплоти; λ - ступінь підвищення тиску при згорянні; ξzHu - процес підводу тепла на 1 кг палива; λρ - степінь підвищення тиску; δ - степінь послідовного розширення; n2 - середнє значення показника політропи розширення; Рв - параметри робочого тіла в кінці процесу розширення (тиск); Тв - параметри робочого тіла в кінці процесу розширення (температура); Тr*- перевірка правильності вибору параметрів залишкових газів; φ пд - коефіцієнт повноти індикаторної діаграми; Pмв - середній тиск механічних втрат; Сп - середня швидкість поршня за 1 хід; а,в - Постійні коефіцієнти, які залежать від типу двигуна; S - Хід поршня; n - Частота обертання колінчастого валу; Pe - Середній ефективний тиск і механічний ККД; Pi - Індикаторний тиск; ηM - Механічний ККД; ηе - Ефективний ККД; qe - Ефективний розхід палива; GT - Часовий розхід палива; iVh - Робочий об’єм двигуна; Neном - Номінальна ефективна потужність двигуна; nном - Швидкісний режим; Pe - Середній ефективний тиск; τ - Коефіцієнт тактності; Vh - Робочий об’єм одного циліндра; D - Діаметр циліндра; К - Коефіцієнт короткохідності двигуна; Мк - Ефективний крутний момент; Nл - Літрова потужність двигуна; Vx - Поточний об’єм циліндра; Pr - Сила тиску газів; Pj - Сила тиску інерції мас; P∑ - Сумарна сила тиску; N - Коефіцієнт бічної сили; T - Коефіцієнт тангенціальної сили; K - Коефіцієнт нормальної сили; R,ш,ш - Діаграма сил, що діють на шийку шатуна R,ш,ш=f(φ); Mi∑ - Сумарний індикаторний крутний момент усіх циліндрів; R - радіус кривошипа; lш - довжина шатуна; mp - масштаб осі тиску (масштаб сил); ms - масштаб осі ходу поршня; Fn - площа поршня; mм - масштаб моменту сил; (ТАБЛИЦЮ ЗАБРАТИ У ДОДАТКИ І ЗАПОВНИТИ ЗНАЧЕННЯ) Параметр Значення ДзІЗ α Коефіцієнт надлишкового повітря 0,85-0,95 L0 Кількість свіжої суміші α* L0 Дійсна кількість повітря яка приймає учать в згорянні М Кількість свіжого сумішоутворення µ0 Теоретичний коефіцієнт молярної зміни 1,02-1,12 ρ Щільність заряду на впуску в циліндри Рк Тиск робочого тіла Тк Температура робочого тіла R Універсальна газова стала ∆Т Температура підігріву свіжого повітря на впуску β2+ξ Сумарний фактор супротиву впускного тракту β Коефіцієнт затухання потоку суміші ξ Коефіцієнт супротиву впускних систем Ср/ Теплоємність залишкових газів при сталому тиску Ср Теплоємність свіжого повітря при сталому тиску ϕ Коефіцієнт дозарядки ∆Ра Гідравлічні втрати у впускному трубопроводі ϒ Коефіцієнт залишкових газів ε Ступінь стиску n1 Показник політропи Hc Теплота горіння робочої суміші HM Найнижча теплота горіння 1 кг палива ∆HM Втрати теплоти на 1 кг палива α<1 ξz Коефіцієнт активного тепловиділення в точці Z µ Дійсний коеф. Молярної зміни робочої суміші Z Точка закінчення розрахункового процесу підводу теплоти С Точка закінчення розрахункового процесу тиску Uz Внутрішня енергія роб. тіла в точці Z Uc Внутрішня енергія роб. тіла в точці C ri Об’єм долі відпрацьованих газів Lz`z Коеф. мех. роботи яка здійснюється при ізобарному процесі теплоти λ Ступінь підвищення тиску при згорянні ξzHu Процес підводу тепла на 1 кг палива λρ Степінь підвищення тиску δ Степінь послідовного розширення n2 Сер. знач показника політропи розширення 1,22-1,3 Рв Параметри роб. тіла в кінці процесу розширення (тиск) 0,35-0,5 Тв Параметри роб. тіла в кінці процесу розширення (температура) 1200-1700 Тr* Перевірка правильності вибору параметрів залишкових газів ϕпд Коеф. повноти інд. діаграми Pмв Сер. тиск механічних втрат Сп Сер. швидкість поршня за 1 хід а,в Постійні коеф. які залежать від типу двигуна S Хід поршня n Частота обертання колінчастого валу Pe Середній ефект. тиск і механічний ККД Pi Індикаторний тиск 1,1-1,5 ηM Механічний ККД ηе Ефективний ККД qe Ефективний розхід палива GT Часовий розхід палива iVh Робочий об’єм двигуна Neном Номінаьна ефективна потужність двигуна nном Швидкісний режим Pe Середній ефективний тиск τ Коефіцієнт тактності (для 4-ох такт них двигунів τ=4) Vh Робочий об’єм одного циліндра D Діаметр циліндра К Коефіцієнт короткохідності двигуна 0,8-1,05 Мк Ефективний крутний момент Nл Літрова потужність двигуна Vx Поточний об’єм циліндра Pr Сила тиску газів Pj Сила тиску інерції мас P∑ Сумарна сила тиску N Коефіцієнт бічної сили T Коефіцієнт тангенціальної сили K Коефіцієнт нормальної сили R,ш,ш Діаграма сил, що діють на шийку шатуна R,ш,ш=f(ϕ) Mi∑ Сумарний індикаторний крутний момент усіх циліндрів r радіус кривошипа lш довжина шатуна mp масштаб осі тиску (масштаб сил) ms масштаб осі ходу поршня Fn площа поршня mм масштаб моменту сил ПЕРЕДМОВА Сучасні наземні види транспорту зобов'язані своїм розвитком головним чином застосування в якості силових установок поршневих двигунів внутрішнього згоряння. Саме поршневі ДВЗ до теперішнього часу є основним видом силових установок, переважно використовуваних на автомобілях, тракторах, сільськогосподарських, дорожньо-транспортних і будівельних машинах. Ця тенденція зберігається сьогодні і буде ще зберігатися в найближчій перспективі. (ДОПИСАТИ ТРОХИ ІСТОРІЇ) ВСТУП На сучасному етапі двигуна внутрішнього згорання набули досить великого поширення, та використовуються майже у всіх сферах життєдіяльності людини. Проте залишається ряд практично не вирішених проблем, пов’язаних із зниження паливної економічності, питомої маси, вартості виготовлення та експлуатації, екологічні, та інші питання. До теперішнього часу не приділялось достатньої уваги питанню економічності ДВЗ допоки гостро не постала проблема світових ресурсів та запасів. В даний час проблемами розрахунку параметрів двигуна займається велика кількість вчених і фахівців, серед них можна виділити (прізвища вчених) У світовому масштабі вирішенням проблем економічності двигуна приділяється особлива увага. В даний час створюється велика кількість нових, більш економічних за попередні, зразків ДВЗ. Об’єкт дослідження – тепловий та динамічний процес двигуна з іскровим запалюванням. Предмет дослідження – методика теплового та динамічного розрахунку двигуна з іскровим запалюванням. Актуальність роботи. За своєю будовою та можливостями в даний час вони є чи не найбільш вигідними та зручними для використання у найрізноманітніших сферах діяльності, що в свою чергу призвело до постійного удосконалення та модернізації двигунів на спеціалізованих підприємствах. З метою забезпечення необхідних показників двигуна та розробки нових, більш оптимальних зразків є необхідним більш детальні дослідження двигунів і розробка теорії розрахунку усіх робочих процесів двигуна. Розрахунок кожного з робочих процесів двигуна дасть змогу, за допомогою методики порівняння оцінити необхідні показники двигуна, що в свою чергу дасть змогу використовувати ДВЗ більш якісно та економічно у найрізноманітніших сферах існування. РОЗДІЛ 1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ ЩОДО РОЗРАХУНКУ ДВИГУНА Курсове поектування - заключна частина навчального процесу з вивчення дисципліни, що розкриває ступінь засвоєння необхідних знань, творчого використання їх для вирішення конкретних інженерних задач. Воно служить одночасно початковим етапом самостійної роботи молодого фахівця, який скорочує період його адаптації на виробництві. Основою будь-якого транспортного засобу, зокрема наземного, є силова установка – двигун, який перетворює різні види енергії в механічну роботу. Успішне проектування, розробка нових конструкцій й створення досвідчених зразків двигунів внутрішнього згоряння є значною мірою покращенняй й більш ефективного його використання людством. Розрахунок двигуна проводиться з метою визначення даних двигуна , які забезпечать якісне виконання його основних задач, таких як : зниження паливної економічності; питомої маси; вартості їх виготовлення і експлуатації; боротьба з токсичними викидами в атмосферу; зниження шуму при експлуатації двигунів. 1.1.ЗАГАЛЬНИЙ АНАЛІЗ ДВИГУНА ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРАННЯ НА БЕНЗИНОВОМУ ПАЛИВІ Бензинові двигуни – це тип ДВЗ, в яких стиснуте паливо підпалюється іскрою електричного походження. Потужність в них контролюється і управляється регулюванням потоку повітря. Бензиновий двигун в порівнянні з дизельним має велику частоту обертання і об’ємну (літрову) потужність, а вібрації і шум – навпаки, нижче. Горюча суміш регулюється в основному кількісно, чому при малої та середньої потужності (звичайний режим роботи для легкового автомобіля) дієве стиск низьке. Тому спостерігається слабка ефективність згорання і наступного за ним розширення – звідси значна витрата палива. Виходить, що при номінальній потужності коефіцієнт корисної дії такого двигуна нижче аналогічного показника у дизеля на 20%. При часткових режимах ця різниця досягає 40% і навіть більше. Цей факт був неодноразово підтверджений порівняльними та експлуатаційними тестами і випробуваннями транспортних засобів з обома типами двигунів однакової потужності. Якщо говорити про ступінь токсичності виділяються відпрацьованих газоподібних речовин, то можна відзначити, що завдяки удосконаленню бензинових двигунів в останнє десятиліття даний показник став значно кращим. На це вплинув і керований поршневим процесором короткий прямий впорскування за допомогою форсунок. У той же час, на думку багатьох авторитетних фахівців з передових автомобілебудівних компаній, в сучасних умовах високих вимог до заходів із захисту екології і навколишнього середовища бензинові двигуни все ж поступаються дизелів – найбільш перспективним і таким, що відповідає вищеназваним вимогам двигунам. Однак роботи по забезпеченню й удосконаленню екологічності перших не припиняються. Якщо в автомобілі встановлений бензиновий двигун, то з ним в нормі відбувається 4 робочих такту: Впуск. При цьому поршень одного циліндра опускається вниз, і двигун, немов насос, через що відкривається клапан «всмоктує» бензин і повітря. Стиснення. Обидва клапана – випускний і впускний – закриті. Тепер поршень піднімається вгору, стискаючи суміш з повітря і палива. По закінченню цього такту свічка запалювання виробляє іскру, яка підпалює вже стислу суміш. Робочий хід. Як і раніше закриті клапан впускання і клапан випуску, паливо згорає. Продукт згоряння швидко зростає в обсязі, через що він штовхає поршень вниз. Поршень, в свою чергу, приводить в обертання коленвал через шатун. Випуск. Поршень знову піднімається. Випускний клапан відкривається, і відпрацьовані гази виходять у випускний тракт, а потім – в атмосферу. Є деякі особливості експлуатації та пристрої бензинового двигуна. Проблеми, через які може знадобитися ремонт бензинових двигунів, – це низькоякісне паливо, несвоєчасне або неякісне технічне обслуговування, великий пробіг. Підводячи підсумки, потрібно вказати переваги, якими характеризується бензиновий двигун. Насамперед, це – велика потужність при однаковому обсязі. Це пов’язано з високою енерговіддачею споживаного палива – бензину або етанолу. Крім цього, бензиновий двигун сам по собі має більш просту конструкцію і його вартість нижча, ніж ціна дизельного. Ну і, само собою, він тихіше працює, що особливо починають цінувати автолюбителі, що пересіли з бензинового автомобіля на дизельний, оскільки не можуть звикнути до голосно працюючому мотору. 1.2.МЕТА, ЗАВДАННЯ РОЗРАХУНКУ ДВИГУНА, ОБСЯГ ТА ОБҐРУНТУВАННЯ ВХІДНИХ ДАНИХ ПРОЕКТОВАНОГО ДВИГУНА ТА ПРОТОТИПА. Метою даної роботи є тепловий та динамічний розрахунок проектованого автомобільного двигуна (двигуна з іскровим запалюванням). Завданням є розрахунок проектованого автомобільного двигуна за вхідними основними та додатковими даними наведеними нижче з таблиці, та порівняння його із даними обраного прототипа двигуна. Основні вихідні дані: Характеристика Прототип ЗМ4062 Двигун , що розраховується Тип двигуна Двигун з іскровим запалюванням Двигун з іскровим запалюванням Тип паливної системи Роздільного типу Розподілений вприск у впускному колекторі Тип системи охолодження рідинна рідинна Номінальна потужність Ne, кВт 110,3 30 Номінальна частота обертання колінчастого валу n, хв.-1 5200 5200 Ступінь стиску ε 9,3 9,0 Коефіцієнт надлишку повітря α 0,90 0,90 Число циліндрів і 4 4 Число клапанів на циліндр 2 2 Тип камери згоряння шатрова шатрова Додаткові вихідні дані: Вихідні дані палива: Номер двигуна Вид палива Елементний склад Молярна маса µ, кг/кмоль Для <1 K=

Курсова робота Автомобільні двигуни

gruny007

21.12.2014 15:12-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись