МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ

ФГБОУ ВПО Костромская ГСХА.
Кафедра тракторов и автомобилей

Курсовая работа

на тему:

«Тепловой и динамический расчет бензинового

двигателя».

Выполнил: студент 632 группы

Баландин И.В.

Принял: Куклин В. Н.
Кострома2012

Содержание

Тепловой расчет бензинового двигателя………………………………………………3
Динамический расчет двигателя……………………………………………………….10

1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ БЕНЗИНОВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВАЗ-2103.
Тепловой расчет позволяет аналитически с достаточной степенью точности определить основные параметры вновь проектируемого или модернизируемого двигателя, а также оценить индикаторные и эффективные показатели работы существующего.

При выполнении расчета задаемся рядом параметров, соответствующим действительным значениям для существующего двигателя:

Степень сжатия ()	 = 8,5
Коэффициент избытка воздуха ()	 = 0,9
Коэффициент наполнения (ν)	ν = 0,89
Число оборотов коленчатого вала (n, )	n = 5600
Число цилиндров двигателя (к)	i = 4
Коэффициент использования теплоты ()	 =0,8
Механический КПД двигателя ()	m = 0,8
Коэффициент скругления индикаторной диаграммы ()	φ = 0,93
Подогрев смеси на впуске (Т, К)	Т = 17
Давление остаточных газов (Pr, МПа)	Pr = 0,115
Температура остаточных газов (Tr, К)	Tr = 800
Показатель политропы сжатия	n1 = 1,38
Показатель политропы расширения	n2 =1,23
Диаметр цилиндра (D, м)	D = 0,076
Ход поршня (S, м)	S = 0,08
Удельная масса поршня, пальца и колец, отнесенная к единице площади поршня (m’П, )	m’П = 120
Удельная масса шатуна, отнесенная к единице площади поршня (m’Ш, )	m’Ш = 150

---

1.1 Параметры окружающей среды и рабочего тела

Давление воздуха, р₀ = 0,1 МПа

Температура воздуха, Т₀ = 293 К

Топливо – бензин.

Низшая теплота сгорания, Q_Н = 43930 кДж/кг

Элементный состав топлива:

• 
  углерод С = 0,854;
  
• 
  водород Н = 0,143;
  
• 
  кислород, растворенный в топливе О_Т = 0,003.
  

Молекулярная масса бензина - _т=115 кг/кмоль.

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания одного килограмма топлива:

• 
  в килограммах, l₀, кг воздуха/кг топлива:
  
• 
  то же в молях L₀, кмоль/кг: гдеμ_В = 28,97 - молекулярная масса воздуха, кг/кмоль.
  

Количество свежего заряда (действительный расход воздуха двигателем) М₁ , кмоль:

, где α – коэффициент избытка воздуха.



1.2 Параметры впуска

Давление воздуха в цилиндре в конце впуска, р_а, МПа:

где η_v – коэффициент наполнения цилиндра свежим воздухом; ε – степень сжатия; T ^'₀ = T₀ +Δt – температура свежего заряда на впуске (до впускного клапана), К; Δt – подогрев свежего заряда во впускном трубопроводе, градусов; p_r – давление остаточных газов в цилиндре в конце такта выпуска, МПа.

T ^'₀ = 293+17 = 310К



Коэффициент остаточных газов, γ : где Т_r - температура остаточных газов в цилиндре в конце выпуска, К.



Температура воздуха в цилиндре в конце впуска, Т_а, К:

---

1.3 Процесс сжатия
Давление в конце сжатия, р_с, МПа: где n₁ – показатель политропы сжатия.



Температура в конце сжатия, Т_с, К:



1.4 Процесс сгорания
Количество молей остаточных газов, М_r, кмоль:



Общее количество рабочей смеси (свежий воздух плюс остаточные газы) в конце сжатия до начала сгорания, М_с, кмоль:



Количество продуктов сгорания (без остаточных газов) М ₂, кмоль:



Общее количество молей после сгорания, М_z, кмоль:


Коэффициент молекулярного изменения, μ:



Потери тепла при неполном сгорании богатой смеси ΔQ_н, кДж/кг:



Средняя молярная теплоёмкость воздуха в конце такта сжатия перед началом горения С_vc, кДж/кмоль·град:



Средняя молярная теплоемкость газов после сгорания С_vz кДж/кмоль·град;

---

Максимальная температура сгорания, Т_z, К:





Решаем это уравнение как полное квадратное уравнение типа:



отсюда:



Из двух корней выбираем один с реальным ответом (положительный), величина Tz в пределах 2200-2900 К.

Расчетное максимальное давление сгорания' р_zp, МПа:




Действительное максимальное давление сгорания р_zМПа:





Степень повышения давления в камере сгорания λ :



1.5 Процесс расширения

Давление газов в нижней мёртвой точке в конце расширения, р_в, МПа:

где n₂ – показатель политропы расширения.



Температура газов в нижней мёртвой точке в конце расширения, Т_в, К :





1.6 Среднее давление газов в цилиндре

Среднее расчётное индикаторное давление газов внутри цилиндра по нескруглённой индикаторной диаграмме, р_{i расч} , МПа:

---

Действительное среднее индикаторное давление газов внутри цилиндра по скруглённой индикаторной диаграмме, р_i , МПа:

где φ – коэффициент скругления индикаторной диаграммы, учитывающий окончание сгорания в начале такта расширения и потери давления при предварительном открытии выпускного клапана.



Среднее эффективное давление, р_е , МПа :

где η_m – механический кпд двигателя.



Среднее давление механических потерь, р_m , МПа:





1.7 Коэффициент полезного действия двигателя

Индикаторный КПД двигателя, η_i:

где Q_Н – низшая теплота сгорания,

Q_Н = 43.93 МДж/кг; ρ₀ = р₀·10⁶ /R_в·Т₀ – плотность воздуха, кг/м³;

R_в = 287 Дж/(кг·град) – удельная газовая постоянная для воздуха.

ρ₀ = 0,1·10⁶ /287·293 = 1,189 кг/м³



Эффективный КПД двигателя, η_е :





1.8 Эксплуатационные показатели двигателя

Эффективная мощность двигателя, N_e, кВт:

где V_h – рабочий объём одного цилиндра, литр;

i – число цилиндров двигателя; n – частота вращения коленчатого вала, мин ^–1.



Крутящий момент двигателя, М_к, Н·м:

---

Смотрите также файлы

• 1 Профессиональная деятельность как вид деятельности человека 2 Предпринимательство право, понятие, предмет, метод и система.docx

• Учёт расчётов с подотчётными лицами.ppt

• Понятие и формы права собственности.docx

• Нормализация базы данных Восстановление таблиц базы данных из скрипта в папке с заданием есть папка Скрипт, в ней находится файл под названием mssql script trade.docx

• Что такое акробатический рокнролл Презентацию подготовила студентка Б912109. 03. 03Пикд просина Анна.pptx