Проектирование двигателя внутреннего сгорания
Расчет параметров рабочего процесса карбюраторного двигателя, индикаторных и эффективных показателей. Тепловой баланс двигателя внутреннего сгорания. Расчет и построение внешних скоростных характеристик. Перемещение, скорость и ускорение поршня.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.08.2012 |
| Размер файла | 115,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Кафедра "Колесных и гусеничных машин"
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине
"Теория и конструкция машин и оборудования отрасли"
Тема: Проектирование двигателя внутреннего сгорания
2012
СОДЕРЖАНИЕ
Оглавление
ЗАДАНИЕ
ВВЕДЕНИ
1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ
1.1 Исходных данных расчета
1.2 Расчет параметров рабочего процесса карбюраторного двигателя
1.3 Расчет индикаторных и эффективных показателей
1.4 Тепловой баланс двигателя
1.5 Расчет и построение внешних скоростных характеристик
2. КИНЕМАТИКА ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ
2.1 Перемещение поршня
2.2 Скорость поршня
2.3 Ускорение поршня
3. ДИНАМИКА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА
3.1 Приведенные массы КШМ
3.2 Силы и моменты, действующие в КШМ
Список литературы
Кафедра "Колесных и гусеничных машин"
ЗАДАНИЕ
на курсовую работу
по дисциплине
"Теория и конструкция машин и оборудования отрасли"
для студентов ИСОП специальности 1704
Тема: Спроектировать ДВС четырехтактного поршневого автотракторного двигателя по исходным данным:
Исходные данные:
Тип двигателя карбюраторный;
Максимальная эффективная мощность Nmax 50кВт;
Частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности nN 5000 мин-1;
Степень сжатия е 9;
Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна лотн 0,24
Руководитель работы:
"______"___________________2009 г.
ВВЕДЕНИЕ
Тепловой расчет позволяет с достаточной степенью точности аналитическим путем определить основные параметры вновь проектируемого двигателя, а так же проверить степень совершенства действительного цикла реального работающего двигателя.
В данной работе рассчитывается четырехцилиндровый четырехтактный двигатель.
1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ
1.1 Исходных данных расчета
- =9,0 - степень сжатия;
- =0,8 - коэффициент избытка воздуха;
- v =0,7- коэффициент наполнения;
- p0 =0,1МПа и T0 =288К- давление и температура окружающей среды;
- T=30К - повышение температуры заряда при всасывании;
- pr =0,12МПа и Tr =1000К- давление и температура остаточных газов в конце впуска;
- n1 =1,3 и n2 =1,3- показатели политропы сжатия и расширения;
- =0,9 - коэффициент выделения тепла при сгорании;
- =4,0 - степень повышения давления;
- =1,0 - степень предварительного расширения;
- м =0,8- механический коэффициент полезного действия (КПД);
- =0,95 - коэффициент скругления индикаторной диаграммы;
- Hu =44000- теплотворная способность (низшая теплота сгорания) топлива;
- C=0,855, H=0,145, O=0 - элементарный состав топлива (углерод, водород, кислород).
1.2 Расчет параметров рабочего процесса карбюраторного двигателя
А. Процесс впуска:
,
,
pк = 1,5p0 =2·0,1=0,2МПа
,
где r - коэффициент остаточных газов, равный 0,1
Б. Процесс сжатия:
p = const.
pс = pа, pс = ,
pс = .
Тс = .
В. Процесс сгорания:
L0д = С + 8Н - О, кг,
l0 = (кг воздуха)/(кг топлива),
или в молях:
L0 = (кмоль воздуха)/(кг топлива),
М1 = L0 + (кмоль горючей смеси)/(кг топлива)
Mr = rM1.=0,1·0,42=0,042
Mс = M1 + Mr.=0,42+0,042=0,462
M2 =
Mz = M2 + Mr.=0,46+0,042=0,5
0 = .
= .
,
Г. Процесс расширения
p= const, т.е. pz = pb.
pb = pz ,
pb = .
Тb =
Д. Процесс выпуска:
Tr = .
1.3 Расчет индикаторных и эффективных показателей
двигатель внутренний сгорание поршень
;
1.4 Тепловой баланс двигателя
Q0 = Qе + Qг + Qн + Qост + Qохл,
.
Qе = Q0е=2437,1·0,00003=0,02
= .
Qост = (0,02 0,08)Gе.
Qохл = Q0 - (Qе + Qг + Qн + Qост),
1.5 Расчет и построение внешних скоростных характеристик
,
г/(кВт*ч)
|
ne |
Ne |
Me |
ge |
|
|
550 |
6,93 |
120,4 |
231,5 |
|
|
1400 |
19,4 |
132,1 |
83,0 |
|
|
2200 |
31,3 |
135,7 |
51,2 |
|
|
3000 |
41,5 |
132,1 |
38,2 |
|
|
3800 |
48,3 |
121,3 |
32,4 |
|
|
4600 |
49,8 |
103,4 |
30,6 |
|
|
5000 |
48,0 |
91,7 |
31,1 |
2. КИНЕМАТИКА ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ
2.1 Перемещение поршня
В двигателях внутреннего сгорания возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала посредством кривошипно-шатунного механизма.
- sx - текущее перемещение поршня (точка А обозначает ось поршневого пальца);
- - угол поворота кривошипа, отсчитываемый от оси цилиндра в направлении вращения коленчатого вала по часовой стрелке;
- - угол отклонения оси шатуна от оси цилиндра;
- = n/30=3,14·5000/30=523,3 рад/с - частота вращения (угловая скорость) коленчатого вала;
- R=160мм - радиус кривошипа;
- S = 2R=320мм - ход поршня;
- Lш=666,7мм - длина шатуна;
- отн = R/Lш=0,24 - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна;
- R+Lш=160+666,7=826,7 - расстояние от оси коленчатого вала до верхней мертвой точки (в.м.т.).
Рис. 2. Схема кривошипно-шатунного механизма двигателя
|
ц |
0 |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
180 |
210 |
240 |
270 |
300 |
330 |
360 |
|
|
sx |
0 |
0,03 |
0,1 |
0,18 |
0,25 |
0,31 |
0,32 |
0,31 |
0,25 |
0,18 |
0,1 |
0,03 |
0 |
2.2 Скорость поршня
|
ц |
0 |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
180 |
210 |
240 |
270 |
300 |
330 |
360 |
|
|
vп |
0 |
50,5 |
67,3 |
83,7 |
49,9 |
33,2 |
0 |
33,2 |
49,9 |
83,7 |
67,3 |
50,5 |
0 |
2.3 Ускорение поршня
|
ц |
0 |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
180 |
210 |
240 |
270 |
300 |
330 |
360 |
|
|
j |
2,8 |
1,9 |
0,9 |
-0,6 |
-1,4 |
-1,8 |
-1,7 |
-1,8 |
-1,4 |
-0,6 |
0,9 |
1,9 |
2,8 |
.
3. ДИНАМИКА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА
3.1 Приведенные массы КШМ
,
.
.
,
.
,
.
3.2 Силы и моменты, действующие в КШМ
|
ц |
0 |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
180 |
210 |
240 |
270 |
300 |
330 |
360 |
|
|
Pj |
3,8 |
3,2 |
1,2 |
0,7 |
-1,1 |
-2,4 |
-2,3 |
-2,4 |
-1,9 |
-0,7 |
1,2 |
3,2 |
3,8 |
|
ц |
0 |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
180 |
210 |
240 |
270 |
300 |
330 |
360 |
|
|
Р |
28,9 |
28,3 |
26,3 |
25,8 |
24,0 |
22,7 |
22,8 |
22,7 |
24,0 |
25,8 |
26,3 |
28,3 |
28,9 |
|
ц |
0 |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
180 |
210 |
240 |
270 |
300 |
330 |
360 |
|
|
в |
0 |
7 |
12 |
14 |
12 |
7 |
0 |
-7 |
-12 |
-14 |
-12 |
-7 |
0 |
|
|
S |
28,9 |
28,3 |
26,8 |
26,6 |
24,5 |
22,7 |
- |
22,7 |
24,5 |
26,6 |
26,8 |
28,3 |
28,9 |
|
ц |
в |
Р |
S |
N |
К |
Т |
|
|
0 |
0 |
28,9 |
28,9 |
0 |
28,9 |
0 |
|
|
30 |
7 |
28,3 |
28,3 |
3,5 |
22,6 |
17,0 |
|
|
60 |
12 |
26,3 |
26,8 |
5,6 |
8,3 |
25,5 |
|
|
90 |
14 |
25,8 |
26,6 |
6,4 |
-6,4 |
25,8 |
|
|
120 |
12 |
24,0 |
24,5 |
5,1 |
-16,0 |
18,2 |
|
|
150 |
7 |
22,7 |
22,7 |
2,8 |
-21,0 |
8,9 |
|
|
180 |
0 |
22,8 |
- |
0 |
- |
- |
|
|
210 |
-7 |
22,7 |
22,7 |
-2,8 |
-2,8 |
-8,9 |
|
|
240 |
-12 |
24,0 |
24,5 |
-5,1 |
-16,0 |
-18,2 |
|
|
270 |
-14 |
25,8 |
26,6 |
-6,4 |
-6,4 |
-25,8 |
|
|
300 |
-12 |
26,3 |
26,8 |
-5,6 |
8,3 |
-25,5 |
|
|
330 |
-7 |
28,3 |
28,3 |
-3,5 |
22,6 |
-17,0 |
|
|
360 |
0 |
28,9 |
28,9 |
0 |
28,9 |
0 |
|
ц |
0 |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
180 |
210 |
240 |
270 |
300 |
330 |
360 |
|
|
Мкр |
0 |
2,7 |
4,1 |
4,1 |
2,9 |
1,4 |
- |
-8,7 |
-2,9 |
-4,1 |
-4,1 |
-2,7 |
0 |
Список литературы
1. Двигатели внутреннего сгорания. Кн.2. Динамика и конструирование: Учебник для ВУЗов/В.Н. Луканин, И.В. Алексеев, М.Г. Шатров и др.; Под ред. В.Н. Луканина и М.Г. Шатрова. - 2-е изд., переработ. и доп. - М.: Высш.шк., 2007.
2. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пособие для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2002.
3. Учебное пособие по курсовому проектированию двигателей внутреннего сгорания. Ч. 2. Методика выполнения динамического расчета/ И.В. Алексеев, С.Н. Богданов, С.А. Пришвин и др.; МАДИ (ГТУ). - М., 2006.
4. Учебное пособие по курсовому проектированию двигателей внутреннего сгорания. Ч. 3. Методика выполнения прочностных расчетов и разработка конструкции ДВС/ И.В. Алексеев, С.Н. Богданов, С.А. Пришвин и др.; МАДИ (ГТУ). - М., 2006.
5. Павлов А.В., Корси Е.К. Учебное пособие по курсовому проектированию двигателей внутреннего сгорания (конструирование и расчет). - 2-е изд., перераб. и доп. / МАДИ. - М., 1987.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Особенности определения основных размеров двигателя, расчет параметров его рабочего цикла, сущность индикаторных и эффективных показателей. Построение расчетной индикаторной диаграммы. Расчет внешнего теплового баланса и динамический расчет двигателя.
курсовая работа [184,3 K], добавлен 23.07.2013Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания. Расчет рабочего цикла двигателя, определение индикаторных и эффективных показателей рабочего цикла. Параметры цилиндра и тепловой баланс двигателя. Расчет и построение внешней скоростной характеристики.
курсовая работа [220,0 K], добавлен 10.04.2012Тепловой расчёт двигателя. Определение основных размеров и удельных параметров двигателя. Выбор отношения радиуса кривошипа к длине шатуна. Расчет индикаторных параметров четырехтактного дизеля. Динамика и уравновешивание двигателя внутреннего сгорания.
курсовая работа [396,0 K], добавлен 18.12.2015Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания. Параметры рабочего тела и остаточных газов. Процессы впуска, сжатия, сгорания, расширения и выпуска. Внешние скоростные характеристики, построение индикаторной диаграммы. Расчет поршневой и шатунной группы.
курсовая работа [4,2 M], добавлен 17.07.2013Модернизация двигателя внутреннего сгорания автомобиля ВАЗ-2103. Особенности конструкции двигателя: тип, степень сжатия, вид и марка топлива. Тепловой расчет, коэффициент теплоиспользования. Расчет механических потерь и эффективных показателей двигателя.
курсовая работа [452,2 K], добавлен 30.09.2015Тепловой расчет ДВС автомобиля КамАЗ-740, анализ основных параметров. Определение индикаторных показателей рабочего цикла; расчет процесса впуска, сжатия, сгорания, расширения. Оценка влияния продолжительности сгорания на эффективность рабочего цикла.
курсовая работа [799,1 K], добавлен 20.05.2011Особенности конструкции и рабочий процесс автомобильного двигателя внутреннего сгорания. Тепловой, динамический и кинематический расчет двигателя. Построение индикаторных диаграмм, уравновешивание двигателя. Расчет и проектирование деталей и систем.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 08.02.2012Применение на автомобилях и тракторах в качестве источника механической энергии двигателей внутреннего сгорания. Тепловой расчёт двигателя как ступень в процессе проектирования и создания двигателя. Выполнение расчета для прототипа двигателя марки MAN.
курсовая работа [169,7 K], добавлен 10.01.2011Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания, параметры окружающей среды и остаточных газов. Описание процессов впуска, сжатия, сгорания, расширения и выпуска. Индикаторные параметры рабочего цикла. Характеристика эффективных показателей двигателя.
курсовая работа [786,4 K], добавлен 22.03.2013Определение основных энергетических, экономических и конструктивных параметров двигателя внутреннего сгорания. Построение индикаторной диаграммы, выполнение динамического, кинематического и прочностного расчетов карбюратора. Система смазки и охлаждения.
курсовая работа [331,7 K], добавлен 21.01.2011
