Размещено на http://www.allbest.ru/

Тепловой расчет двигателя ВАЗ-2103

Введение

В настоящее время в Украине эксплуатируются значительное количество автомобилей, часть из которых физически или морально устарели. Поэтому целесообразным является при их обслуживании, ремонте осуществить модернизацию этих двигателей, с целью улучшения их технико-экономических показателей. К таким двигателям относится двигатель ВАЗ-2103.

Целью данного теплового расчета является модернизация двигателя ВАЗ-2103, для улучшения его технико-экономических показателей. При модернизации данного двигателя используем параметры, заданные кафедрой ДВС: n=5800 мин^-1; =9; б=0,92; T_o=288 К.

1. Описание особенностей прототипа ДВС

1.1 Техническая характеристика

На автомобилях, тракторах, дорожных и строительных машинах применяются карбюраторные двигатели, дизели, а также двигатели, работающие на газовом топливе (сжатом и сжиженном газе).

На автомобильном транспорте, особенно на легковом, преимущественно применяют карбюраторные двигатели. Это объясняется их превосходство перед дизелями по массовым, скоростным и тяговым показателям, меньшему шуму и более низкой стоимости изготовления.

Прототипом модернизируемого двигателя служит карбюраторный, четырехтактный двигатель ВАЗ-2103, устанавливаемый на легковом автомобиле ВАЗ-2103, и имеющий свои характерные особенности.

Таблица 1.1 - Технико-экономические параметры двигателя

Рабочий объем, см3 (л)	1,458 (1,5)
Диаметр цилиндра, мм	76
Ход поршня, мм	80
Степень сжатия	8.5
Мощность максимальная при частоте вращения коленчатого вала 4500 мин-1, кВт (л.c.)	56,6 (77)
Максимальный крутящий момент при частоте вращения коленчатого вала 3400 мин-1, Нм	105.8
Литровая мощность, кВт/л	28.59
Средняя скорость поршня, м/c	14.93
Минимальный удельный расход топлива, г/кВт ч	306
Среднее эффективное давление при номинальной мощности, МПа	0.83
Среднее эффективное давление при максимальном крутящем моменте, МПа	0.91
Контрольный расход топлива, л/100 км	8,2
Бензин	АИ-93
Масса двигателя без смазочного масла, кг	179

1.2 Двигатель

Двигатель ВАЗ-2103 рядный, четырехцилиндровый, четырехтактный, карбюраторный, с жидкостным охлаждением.

1.3 Головка и блок цилиндров

Блок цилиндров. Цилиндры двигателя объединены вместе с верхней частью картера и представляют собой единую тонкостенную отливку из специального низколегированного чугуна - блок цилиндров. Он является базовой деталью двигателя и служит для установки и крепления механизмов, аппаратов и вспомогательных агрегатов двигателя. Протоки для охлаждающей жидкости сделаны по всей высоте цилиндров, что улучшает охлаждение поршней и поршневых колец и уменьшает деформации блока от неравномерного нагрева.

Головка цилиндров. Головка блока цилиндров отлита из алюминия прикреплена к блоку одиннадцатью болтами. Между головкой и блоком установлена прокладка, изготовленная из асбестового материала на металлическом каркасе и пропитанная графитом. Сверху головка блока закрыта стальной штампованной крышкой, под которой установлена уплотнительная прокладка из резинопробковой смеси.

1.4 Кривошипно-шатунный механизм

Поршни. Поршни отлиты из алюминиевого сплава и покрыты слоем олова для улучшения прирабатываемости. Юбки поршней сложной геометрической формы: по высоте конические, с большим основанием внизу юбки, а в поперечном сечении - овальные, с большей осью, расположенной перпендикулярно оси поршневого пальца. Оси отверстий под поршневые пальцы смещены от оси симметрии поршней на 2 мм в правую сторону двигателя. В канавках поршней установлены два чугунных литых компрессионных кольца и одно, также чугунное, маслосъемное.

Поршневые кольца (компрессионные). Все поршневые кольца изготовлены из чугуна. Верхнее компрессионное кольцо работает в условиях высокой температуры, агрессивного воздействия продуктов сгорания и недостаточной смазки, поэтому для повышения износоустойчивости наружная поверхность его хромирована и для улучшения прирабатываемости имеет бочкообразную форму образующей.

Нижнее компрессионное кольцо скребкового типа (имеет проточку по наружной поверхности), фосфатированное, выполняет также дополнительную функцию и маслосбрасывающего кольца. Кольцо устанавливается обязательно проточкой вниз, иначе возрастают расход масла и нагарообразование в камере сгорания.

Маслосъемное кольцо Маслосъемное кольцо имеет прорези для снимаемого с цилиндра масла и внутреннюю витую пружину - расширитель, обеспечивающий дополнительное прижатие кольца к стенке цилиндра.

Поршневые пальцы. С коваными стальными шатунами поршни соединены с помощью стальных цементированных поршневых пальцев трубчатого сечения. Поршневые пальцы запрессованы в верхнюю бобышку шатуна с натягом и свободно вращаются в бобышках поршней.

Шатуны (стальные, кованые). Крышка шатуна обрабатывается в сборе с ним, поэтому при разборке и сборке двигателя нельзя переставлять с одного шатуна на другой. На бобышках под болт на шатуне и крышке выбиты порядковые номера цилиндров, которые при сборке должны быть совмещены. При правильном положении крышки пазы для фиксирующих выступов вкладышей в шатуне и крышке также располагаются с одной стороны. На стержне шатуна выштампован номер детали; на крышке имеется выступ. При сборке номер и выступ должны быть обращены к задней стороне двигателя. Поршневые и кривошипные головки шатунов подбираются по массе.

Вкладыши изготовлены с большой точностью и при установке не требуют шабровки, подпиливания стыков или установки прокладок. Эти операции при тонкостенных вкладышах не допускаются.

Коленчатый вал пятиопорный. Отлит из высокопрочного чугуна, статически и динамически сбалансирован. Осевое перемещение вала ограничено двумя упорными шайбами, расположенными по обе стороны переднего коренного подшипника. Величина осевого зазора составляет 0.075-0.175 мм достигается подбором передней сталебабитовой упорной шайбы соответствующей толщины.

Маховик Отлит из серого чугуна и имеет напрессованный стальной зубчатый обод для пуска двигателя стартером.

1.5 Механизм газораспределения

Распределительный вал чугунный, литой с закаленными трущимися поверхностями кулачков, установлен в съемном алюминиевом корпусе, закрепленном на верхней плоскости головки блока цилиндров, отлитой из алюминиевого сплава. Он приводится во вращение от коленчатого вала двухрядной роликовой целью. Этой же цепью приводится во вращение и вал привода вспомогательных механизмов (масляного насоса и распределителя зажигания). Натягивают цепь пружинным натяжителем через башмак с накладкой. Колебания цепи гасятся успокоителем.

Клапаны. В каждом цилиндре двигателя по одному впускному и выпускному клапану. Выпускные клапаны сварные из двух частей: стержня из хромоникельмолибденовой стали и тарелки из хромоникельмарганцевой стали с наплавкой рабочей фаски специальным жаростойким сплавом. Впускные клапаны изготовлены из хромоникельмолибденовой стали. Стержни всех клапанов азотированы, а торцы стержней закалены токами высокой частоты. Клапаны перемещаются в направляющих втулках под действием кулачков распределительного вала через стальные рычаги, опирающиеся одним плечом на сферические головки регулировочных болтов, а другим - на торцы стержней клапанов. Регулировочные болты ввернуты во втулки и застопорены гайками.

Рычаг привода клапана Стальные кованые. Пятка рычага опирается на шаровую головку регулировочного болта, который установлен в резьбовой втулке головки блока. Рычаг прижимается к болту при помощи пружины.

Фазы распределения двигателя. Впускной клапан открывается за 12 до в.м.т. и закрывается через 60 после н.м.т. Выпускной клапан открывается за 54 до н.м.т. и закрывается через 18 после в.м.т.

Указанные фазы действительны при зазоре между коромыслом и клапаном, равном 0.45 мм.

1.6 Система смазки двигателя

Система смазки. Комбинированная - под давлением и разбрызгиванием. Она состоит из маслоприемника, масляного насоса, масляных каналов, масляного фильтра, редукционного клапана, масляного картера, стержневого указателя уровня масла, предохранительного клапана.

Масляный картер. Штампованный из листовой стали, крепится 21 болтом блоку цилиндров.

Маслоприемник. Снабжен сеткой, удерживаемой проволочной скобой. При чистой сетке масло поступает в насос через ее ячейки, а при засоренной через щель между сеткой и корпусом приемника.

Масляный насос. Насос шестеренчатого типа установлен внутри масляного картера и крепится к блоку цилиндров двумя шпильками. Корпус насоса изготовлен из алюминиевого сплава, крышка насоса из чугуна, ведущая шестерня - стальная, закреплена на валу штифтом, ведомая- из металлокерамики, вращается на оси, закрепленной в корпусе насоса. Расположен в крышке масляного насоса. Отрегулирован на заводе установкой тарированной пружины, для сжатия которой до длины 40 мм необходимо усилие в 4.35 - 4.85 кгс.

Привод масляного насоса осуществляется от распределительного вала парой винтовых шестерен. Ведущая шестерня выполнена заодно с распределительным валом. Ведомая-стальная, цианированная, закреплена на валике привода, вращающемся в чугунном корпусе, снабженном в нижней части бронзовой втулкой.

Фильтр очистки масла - полнопроточный неразборной фильтр комбинированной (тонкой и грубой) очистки масла. В случае сильного загрязнения фильтрующего элемента открывается перепускной клапан и масло минует фильтрующий элемент. Фильтр также имеет обратный клапан, который предотвращает масляное голодание двигателя.

Вентиляция картера закрытая с отводом картерных газов в полость воздушного фильтра. Далее картерные газы направляются в цилиндры двигателя, где сгорают. Для того чтобы масляный туман не попадал в пространство воздушного фильтра, имеется маслоуловитель.

1.7 Система питания

Размещение запаса топлива на автомобиле, подача его в двигатель и дозирование в зависимости от режима работы, очистка расходуемого двигателем воздуха, выпуск и уменьшение шума выпуска отработавших газов - вот те функции, которые выполняет система питания.

На автомобиле «Жигули» к системе питания относятся следующие основные узлы и приборы: топливный бак, бензотрубопроводы, бензиновый насос, воздушный фильтр, карбюратор, механизмы управления карбюратором, впускной и выпускной коллекторы, трубы и глушители шума выпуска отработавших газов, указатель количества топлива в баке с датчиком сигнальной лампы.

Емкость топливного бака 39 л, в том числе 4-6,5 л служат резервом. О начале расходования резерва водителю сигнализирует сигнальная лампа на щитке приборов.

1.8 Система выпуска газов

Выпускной трубопровод объединяет все цилиндры двигателя и соединяется с приемными трубами, которые ведут к глушителю, расположенному под кузовом автомобиля. При эксплуатации необходимо следить за тем, чтобы крепежные хомуты приемных труб глушителя были плотно затянуты, а глушитель надежно закреплен на кузове автомобиля.

1.9 Система охлаждения

Система охлаждения двигателя состоит из рубашки охлаждения, выполненной в литье и окружающей цилиндры в блоке, камеры сгорания и газовые каналы в головке блока цилиндров и впускной трубе. Принудительную циркуляцию жидкости в системе обеспечивает центробежный жидкостный насос с приводом от коленчатого вала с помощью клинового ремня. Для поддержания нормальной рабочей температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения установлен термостат, перекрывающий большой круг системы при непрогретом двигателе и низкой температуре охлаждающей жидкости.

Термостат. Клапан термостата начинает открываться при повышении температуры до 76-82С, а при температуре 88-94С он полностью открыт.

Водяной насос (центробежного типа). Подшипники насоса отделены от водяной полости сальником и водосбросной канавкой.

Вентилятор. Вентилятор четырехлопастной, пластмассовый крепится посредством переходной пластины к ступице, надетой на валик водяного насоса, приводится во вращение клиновым ремнем от шкива на коленчатом валу двигателя.

Радиатор трубчато-ленчатый. Крепится к боковым щиткам в передней части кузова.

Пробка радиатора. Герметично закрывает систему и имеет два клапана: паровой, открывающийся при избыточном давлении 0.45-0.6 кгс/см², и воздушный, открывающийся при разряжении 0.01-0.1 кгс/см².

2. Тепловой расчет двигателя

2.1 Цель теплового расчета двигателя

Цель теплового расчета ДВС - определить параметры рабочего тела в характерных точках расчетного цикла и оценить по ним технико-экономические показатели работы двигателя.

2.2 Выбор и обоснование конструктивных и эксплуатационных параметров для теплового расчета

2.2.1 Степень сжатия

При проектировании двигателя с искровым зажиганием степень сжатия е выбирают по возможности высокой. Это связано с тем, что при повышении степени сжатия:

а) улучшается теплоиспользование, а, следовательно - топливная
экономичность двигателя, вследствии роста индикаторного КПД цикла;

б) улучшаются пусковые качества двигателя.

Однако повышение степени сжатия имеет и отрицательные стороны: рост температуры в цилиндре при высоких е приводит, особенно на средних и номинальных нагрузках, к увеличению содержания окислов азота в продуктах сгорания - растут механические и тепловые нагрузки на детали поршневой группы и коленчатого вала, что снижает надежность и долговечность двигателя.

В современных бензиновых ДВС степень сжатия изменяется в диапазоне е = 6-11 [2].

Принимаем степень сжатия е = 9 для топливной экономичности двигателя и улучшения пусковых качеств.

2.3.2 Коэффициент избытка воздуха

Коэффициент сильно влияет на протекание рабочего цикла в ДВС и на индикаторные показатели цикла. Наибольшая скорость сгорания в бензиновых двигателях при =0,8-0,95 [2]. Для получения более высокой мощности за счет незначительного повышения токсичности принимаем=0,92.

2.3.3 Частота вращения коленчатого вала

В карбюраторном двигателе с увеличением частоты вращения коленчатого вала на достигнутом уровне эффективность процесса сгорания удается не ухудшить, а потери тепла за цикл при этом снижаются за счет сокращения времени на теплообмен между газом и стенками цилиндра, что увеличивает индикаторный КПД. С увеличением n количество оксидов углерода СО в отработавших газах уменьшается, а оксидов азота, - увеличивается. Но увеличение частоты вращения коленчатого вала сопровождается увеличением сил инерции, которые нагружают детали КШМ, что приводит к необходимости увеличения размеров и массы этих деталей, как результат - увеличиваются потери на трение, снижается надежность работы двигателя. В карбюраторных и газовых двигателях частота вращения коленчатого вала легковых автомобилей находится в пределах n=3500-6000[2]. Для данного ДВС принимаем n=5800 для небольшого увеличения мощности.

2.4 Обоснование выбора исходных данных для теплового расчета

При работе ДВС в цилиндр поступает воздух из атмосферы. Поэтому при расчете рабочего процесса двигателя давление окружающей среды принимается равным Р_о = 0,1 МПа, а температура-То = 288 К [2].

Количество свежего заряда, поступившего в процессе впуска, т.е. наполнение цилиндра, зависит от следующих факторов: гидравлического сопротивления впускной системы С₁ количества М_г, давления Р_г и температуры Т_г остаточных газов; подогрева воздушного заряда от поверхности стенок системы впуска Т.

Гидравлические потери С₁ во впускной системе уменьшаются при увеличении проходных сечений, придании обтекаемой формы клапанам, обработке внутренних поверхностей впускной системы, правильном выборе фаз газораспределения. Величина С₁ изменяется в пределах 2.5 - 4.0 [2]. Основное влияние на величину С₁ оказывает частота вращения коленчатого вала двигателя. Так как двигатель является быстроходным, а длина системы впуска незначительна, принимаем С₁=2,8.

Средняя скорость воздуха в проходных сечениях впускных клапанов W_кл=50 - 130 м/с [2]. Эта скорость зависит от диаметра впускного клапана и частоты вращения коленчатого вала. При уменьшении диаметра впускного клапана и увеличении n, средняя скорость W_кл увеличивается. Учитывая, высокую частоту вращения коленчатого вала, принимаем значение больше минимального: W_кл=70 м/с.

Давление остаточных газов Р_г зависит от давления окружающей среды, в которую происходит выпуск отработавших газов и сопротивления выпускной системы (глушителя). Изменяется Р_г в диапазоне (1,1 - 1,25) Р_о [2]. Из-за наличия в проектируемом ДВС в системе выпуска глушителя и значительной длины выпускного трубопровода, принимаем Р_г=0,11 МПа.

В зависимости от типа двигателя, степени сжатия, частоты вращения и коэффициента избытка воздуха температура остаточных газов Т_г для бензиновых ДВС изменяется в пределах 900 - 1100 К [2]. При увеличении и - Т_г снижается, а при увеличении n - увеличивается. Для проектируемого ДВС принимаем Т_г = 1050 К, потому что степень сжатия увеличена.

На степень подогрева заряда Т влияют: длина, диаметр, и материал трубопроводов впускной системы; температура деталей системы, нагрузка, скорость движения воздушного заряда во впускной системе. Степень подогрева заряда на впуске для четырехтактных ДВС изменяется в пределах Т=0 - 20 К [2]. Так как степень сжатия увеличена, то Т уменьшается. Для данного двигателя принимаем Т=5 К.

При выборе величины n₁ необходимо помнить следующее: при повышении n увеличивается и n₁ при повышении средней температуры процесса сжатия n₁ - уменьшается; с уменьшением интенсивности охлаждения двигателя n₁ - увеличивается; с уменьшением отношения поверхности охлаждения к объему цилиндра n₁ - увеличивается. Показатель политропы сжатия для двигателей с искровым зажиганием n₁=1,32 - 1,38 [2]. Принимаем n₁=1,36, так как степень сжатия увеличена незначительно.

Расчет параметров процесса расширения производится с условно усредненным показателем n₂. Показатель n₂ зависит от режима работы двигателя, размеров цилиндра, способа охлаждения и др. факторов. С увеличением продолжительности догорания топлива, снижаются относительный теплообмен и утечки газа, n₂ уменьшается. Показатель политропы расширения для бензинових ДВС изменяется в диапазоне n₂=1.23 - 1.3 [2]. Принимаем для проектируемого двигателя n₂=1.23 в связи с тем, что степень сжатия увеличивается, значит продолжительность догорания топлива уменьшается, а n₂ увеличивается.

Коэффициент эффективного теплоиспользования - это параметр, учитывающий потери теплоты в процессе сгорания. При повышении частоты вращения вала значение возрастает с улучшением процесса смесеобразования и сгорания. На номинальных частотах вращения снижается за счет увеличения фазы догорания. Величина изменяется на номинальном режиме в пределах ⁼0,85 - 0,92 [2]. В модернизируемом ДВС принимаем среднее значение =0,92 в связи с тем, что увеличена степень сжатия, следовательно, улучшается смесеобразование.

Цель теплового расчета: с достаточной степенью точности аналитическим путем оценить степень совершенства действительного цикла реально работающего двигателя. На основе установленных исходных данных (тип двигателя, мощность, частота вращения коленчатого вала, число и расположение цилиндров, отношение S/D, степень сжатия) выполняют тепловой расчет двигателя, в результате которого определяются основные энергетические, экономические и конструктивные параметры двигателя. По результатам теплового расчета строится индикаторная диаграмма. Параметры, полученные в тепловом расчете, являются исходными при проведении динамического расчета и прочностных расчетов, расчета систем и механизмов ДВС.

3. Метод выполнения теплового расчета - метод профессора Гриневецкого В.И.

3.1 Процесс впуска

Давление в конце процесса впуска

,

где _в-плотность воздуха;

- коэффициент сопротивления впускной системы ДВС;

- средняя скорость воздуха в проходных сечениях впускных клапанов, м/с.

где R = 287 Дж/(кгК) - газовая постоянная воздуха;

Р₀ = 0.1 МПа - давление окружающей среды;

Т₀ = 288 К - температура окружающей среды.

.

.

Коэффициент остаточных газов

где: - степень подогрева заряда в цилиндре, К;

- степень сжатия двигателя;

- температура остаточных газов, К;

- давление остаточных газов, МПа.

Температура в конце процесса впуска, К

Коэффициент наполнения

.

.

3.2 Процесс сжатия

Давление в конце процесса сжатия, МПа

где - показатель политропы сжатия;

Температура в конце процесса сжатия, К.

;

Средняя мольная изохорная теплоемкость свежего заряда, кДж/(кмольК)

где

3.3 Материальный баланс

Теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1 кг топлива

Количество необходимого воздуха, кмоль воздуха / кг топлива

,

где С= 0,855;

Н=0,145;

О=0 - элементраный состав топлива.

Масса необходимого воздуха, кг воздуха / кг топлива

.

Количество свежего заряда, кмоль/кг топлива

,

где - коэффициент избытка воздуха;

- средняя молекулярная масса топлива, кг/моль.

Количество компонентов продуктов сгорания

Количество продуктов сгорания, кмоль прод. сг. / кг топлива

Теоретический коэффициент молекулярного изменения свежей смеси

.

Для карбюраторных ДВС должно находится в пределах [2].

Действительный коэффициент молярного изменения рабочего тела

Средняя мольная изохорная теплоемкость продуктов сгорания, кДж/(кмольК)



,

где: - температура газов в конце процесса сгорания;

а и b - постоянные коэффициенты, определяются экспериментально;

;

;

;

.

3.4 Процесс сгорания

Уравнение процесса сгорания в карбюраторном двигателе имеет вид

,

где H_u' - низшая теплота сгорания смеси, кДж/кг, с учетом химической полноты сгорания при < 1.



После подстановки теплоемкости в виде линейной зависимости от температуры в уравнение сгорания, последнее превращается в квадратное относительно t_z

,

где ;

;

.

Решением уравнения сгорания будет температура сгорания в точке z, ⁰С

.

Максимальная температура конца процесса сгорания, К

Максимальная температура для бензиновых двигателей находится в границах T_z=2300-2900К.

Степень повышения давления в КБД



Для четырехтактных бензиновых двигателей л=3,0-4,2.

Теоретическое давление газов в конце сгорания, МПа

Для четырехтактных бензиновых двигателей р_z=3,0-6,5.

Давление в действительном цикле в конце сгорания, МПа

В дальнейших расчетах используем в формулах максимальное давление р_z.

Объем цилиндра в конце процесса сгорания (точка z), л

.

3.5 Процесс расширения

Давление в конце процесса расширения, МПа

Для карбюраторных двигателей давление в конце расширения Р_в=(0,350,5) МПа[2].

Температура в конце расширения, К

Для карбюраторных двигателей Т_в=(12001500) К[2].

3.6 Индикаторные показатели цикла

Среднее индикаторное давление, МПа

Для карбюраторных двигателей Р_i=(0,81,2) МПа.

Индикаторный КПД для двигателей, работающих на жидком топливе

Удельный индикаторный расход жидкого топлива, г/(кВтч)

.

3.7 Эффективные показатели двигателя

Среднее давление механических потерь

где А_м и В_м - опытные коэффициенты

А_м = 0.049, В_м = 0. 0152,

С_п - средняя скорость поршня, м/с.

.

Среднее эффективное давление, МПа

.

Механический КПД

.

Эффективный КПД

.

Удельный расход жидкого топлива, г/(кВтч)

.

Эффективная мощность, кВт

,

где =4 - коэффициент тактности для четырехтактных двигателей.

Крутящий момент, Нм

Расход топлива, кг/ч

.

Литровая мощность двигателя, кВт/л

3.8 Построение индикаторной диаграммы

Объем цилиндра, л



Объем камеры сжатия, л

Полный объем цилиндра, л

Промежуточные значения давлений определяем по формулам:

на линии сжатия

на линии расширения

где V_z=V_c для карбюраторного двигателя.

Результаты расчета промежуточных значений заносим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Расчет промежуточных значений давлений для построения индикаторной диаграммы

Vi	Vc/Vi	(Vc/Vi)n1	Pсi	(Vс/Vi)n2	Ppi
0,045	1,008	1,010338	1,839	1,00935	7,6618
0,09	0,504	0,39361	0,716	0,4303	3,2664
0,135	0,336	0,226768	0,413	0,26132	1,9837
0,18	0,252	0,153343	0,279	0,18345	1,3925
0,225	0,202	0,113205	0,206	0,13941	1,0583
0,27	0,168	0,088345	0,161	0,11141	0,8457
0,315	0,144	0,071636	0,13	0,09217	0,6996
0,36	0,126	0,05974	0,109	0,07821	0,5937
0,405	0,112	0,050898	0,093	0,06766	0,5136

Выбор масштабов

Масштаб объема _v = 0,00281 л/мм.

Масштаб давления _p = 0,04 МПа/мм.

Построение диаграммы

По результатам таблицы 3.1 строим индикаторную диаграмму. Расчетную индикаторную диаграмму скругляем, так как в реальном двигателе за счет опережения зажигания рабочая смесь воспламеняется до прихода поршня в в.м.т. и повышает давление конца процесса сжатия; процесс видимого сгорания происходит при постоянно изменяющемся объеме; действительное давление конца процесса видимого сгорания Р_zд=6.45 МПа. Открытие впускного клапана до прихода поршня в н.м.т. снижает давление в конце расширения и имеет место процесс выпуска и наполнения цилиндра.

Положение точки с' определяем в зависимости от начала подачи топлива. Впускной клапан открывается за 12 до в.м.т. Положение точки с'' ориентировочно определяем по выражению:

Положение точки в' определяется углом предварения выпуска. Выпускной клапан открывается за 54 до н.м.т.

По индикаторной диаграмме для проверки теплового расчета определяется среднее индикаторное давление, МПа:



Определяем погрешность построения

что меньше допустимой погрешности =3%.

Выводы

автомобиль тепловой газораспределение двигатель

В результате произведенного расчета получены следующие результаты:

мощность максимальная при частоте вращения

коленчатого вала 5800 мин^-1, кВт……………………………. 67,89

крутящий момент при частоте вращения

коленчатого вала 5800 мин^-1, Нм……………………….…111,84

удельный индикаторный расход топлива, г/(кВтч)…. 284,72

Таким образом после произведенных расчетов получено увеличение эффективной мощности модернизируемого двигателя на 16,6% и уменьшения удельного расхода жидкого топлива на 6,95% по отношению к показателям прототипа, что свидетельствует о действительной модернизации двигателя. По результатам расчета построена индикаторная диаграмма.

Литература

1. Краткий автомобильный справочник НИИАТ. - М.: Транспорт, 2004 г.

2. Тимченко И.И., Жадан П.В. Методические указания к выполнению теплового расчета двигателя в контрольной работе, курсовых и дипломных проектах студентов специальностей 7,090210, 7,090211 и 7,090214. - Харьков: ХНАДУ, 2005.

Размещено на Allbest.ru