Проект вихрокамерного 4-циліндрового дизельного двигуна для легкового автомобіля

Курсова робота

з дисципліни «Автомобільні двигуни»

на тему «Проект вихрокамерного 4-циліндрового дизельного двигуна для легкового автомобіля»

 

Зміст

 

1. Вступ

1.1 Перелік умовних позначень

2. ПЕРШИЙ ЕТАП. ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК

2.1 Параметри робочого тіла

2.1.1 Кількість горючої суміші М1, кмоль. гор. суміші/кг палива

2.1.2 Кількість окремих компонентів продуктів згоряння при обраному α

2.1.3 Загальна кількість продуктів згоряння, кмоль пр. зг. /кг палива 2.2 Параметри навколишнього середовища і залишкові гази

2.3 Процес наповнення (впуску)

2.4 Процес стиску

2.5 Процес згоряння

2.6 Процес розширення і випуску

2.7 Індикаторні параметри робочого циклу

2.8 Ефективні показники двигуна

2.9 Визначення основних розмірів двигуна

2.10 Побудова індикаторної діаграми двигуна

3. Тепловий баланс

3.1 Загальна кількість теплоти, введеної в двигун із паливом, Дж/с

3.2 Теплота, еквівалентна ефективній роботі за 1с, Дж/с 3.3 Теплота, передана охолодженому середовищу, Дж/с

3.4 Теплота, віднесена до відпрацьованих газів, Дж/с

3.5 Невраховані втрати теплоти, Дж/с

4. Розрахунок та побудова зовнішньої швидкістної характеристики двигуна

5. Порівняння основних показників проектованого двигуна і прототипу

6. ДРУГИЙ ЕТАП. ДИНАМІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ДВИГУНА

6.1 Сили тиску газів

6.2 Приведення мас частин кривошипно-шатуного механізму

6.3 Сили інерції

6.4 Сумарні сили

6.5 Крутний момент одного циліндра

7. ТРЕТІЙ ЕТАП. РОЗРОБКА ТА КОНСТРУЮВАННЯ ДЕТАЛЕЙ ДВИГУНА

8. ЧЕТВЕРТИЙ ЕТАП. РОЗРАХУНОК СИСТЕМ ДВИГУНА

1. Вступ

Однією з приоритетних галузей інтенсивного розвитку країни є автомобільна промисловість. Інтенсивний розвиток автомобільної промисловості стимулює активізацію багатьох інших галузей.

Найголовнішою частиною сучасного авто є силовий агрегат. У більшості випадків це двигун внутрішнього згорання (ДВЗ). Двигун – це енергосилова мамашина, яка перетворює будь-який вид енергії в механічну роботу. Для руху авто необхідний двигун – джерело механічної енергії. Більшість сучасних автомобілів мають поршневі (теплові) двигуни (дизельні або бензинові).

Початок розвитку ДВЗ відноситься до 60-х років минулого століття. К кінцю 19 століття, коли була організована промислова переробка нафти, ДВЗ, працюючи на рідинному паливі, знайшли широке розповсюдження. В Росії перший бензиновий двигун було зроблено в 1889р. В 1899р. в Петербурзі розробили перший в світі двигун з запалюванням від стиску (дизель).

В області розвитку та оновлення автомобільних двигунів головними задачами є розширення використання дизелів, зниження паливної економічності та удільної маси двигунів, вартість їхнього випуску та експлуатації. На принципово новий рівень ставиться боротьба с токсичними вибросами двигунів в атмосферу, а також задачі по зниженню шума та вібрації в процесі іх експлуатації.

1.1 Перелік умовних позначень

D – діаметр циліндра

S – хід поршня

R – радіус кривошипа

L – довжина шатуна

і – число циліндрів

ε – ступінь стиску

α – коефіцієнт надлишку повітря

λ – ступінь підвищення тиску

Ра – тиск наприкінці впуску

Рс – тиск наприкінці стиску

Рz – тиск газів наприкінці згорання

Рb – тиск наприкінці розширення

Рr – тиск залишкових газів

Ре – середній ефективний тиск

Vл – літраж

Vh – робочий обсяг одного циліндра

Vc – обсяг камери сгорання

Va – повний обсяг циліндра

Nemax – максимальна потужність

n – частота обертання колінчатого вала

Memax – максимальний крутний момент

Nл – літрова потужність

gе – ефективна питома витрата палива

ηv – коефіцієнт наповнення

ηі – індикаторний ККД

ηм – механічний ККД

ηе – ефективний ККД

2. Перший етап. Тепловий розрахунок

Таблиця 1

Паливо	Вміст масових часток вуглецю, водню та кисню в 1кг палива			Молекулярна маса палива, mn кг/кмоль	Нижча теплота згорання Нn , МДж/кг
	С	О	Н
дизель	0,87	0,126	0,004	180...200	42,5

  2.1 Параметри робочого тіла

Теоретично необхідна кількість повітря для згорання 1 кг палива

у кмоль повітря на 1кг палива

L0 = 1/0,21 * [gc/12 + gн/4 – gо/32] = 1/0,21*[0,87/12 + 0,126/4 – 0,004/32] = 4,761904 * [0,075 + 0,0315 – 0,000125] = 4,761904 * 0,10275 = 0,495 кмоль повітря / кг палива;

У кілограмах повітря на 1кг палива l0 = 1/0,23 * [(8 * gc)/3 + 8 * gн – gо] = 1/0,23 * [(8*0,87)/3 + 8 * 0,126 – – 0,004]= 14, 452 кг повітря / кг палива; 2.1.1 Кількість горючої суміші М1, кмоль. гор. суміші/кг палива

М1 = α*L0 = 1,3 * 0,50655= 0,643

2.1.2 Кількість окремих компонентів продуктів сгорання при обраному α

МСО2 = gc/12 = 0,87/12 = 0,072 кмоль/кг пал;

МН2О = gн/2 = 0,126/2 = 0,063 кмоль/кг пал;

МО2 = 0,21 * (α – 1) * L0 = 0,21 * (1,3 – 1) * 0,495 = 0,031 кмоль/кг пал;

МN2 = 0,79 * α * L0 = 0,79 * 1,3 * 0,495 = 0,508 кмоль/кг пал.