![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Промышленность и Производство
Транспорт
Двигатели внутреннего сгорания |
Содержание 1. Описание процессов, происходящих в одном цикле ДВС 2. Расчет параметров одного цикла и построение индикаторной диаграммы ДВС 3. Расчет и построение внешней характеристики ДВС 4. Построение диаграммы фаз газораспределения 5. Проектирование кривошипно-шатунного механизма 6. Определение основных параметров ДВС 7. Тепловой баланс двигателя Список литературы 1. Описание процессов, происходящих в одном цикле ДВС Рассмотрим действительный цикл работы четырехтактного дизельного двигателя по мере происходящих в нем процессов. Процесс впуска Первый такт – впуск горючей смеси. Во время такта впуска (рис.& bsp;1, а), когда поршень 1 движется от В.М.Т. к Н.М.Т., а впускной клапан 3 открыт, в цилиндр 2 поступает атмосферный воздух, который, нагреваясь в процессе сжатия, воспламеняет топливо, впрыскиваемое в конце такта сжатия. Гидравлическое сопротивление впускного трубопровода повышает давление воздуха в конце такта впуска до 0,08 МПа. Температура воздуха в цилиндре составляет 50–80° С. Процесс сжатия Второй такт – сжатие смеси. Во время такта сжатия (рисунок 1, б), когда впускной 3 и выпускной 5 клапаны закрыты, температура, и давление воздуха в цилиндре значительно возрастают. Вследствие высокой степени сжатия (е=7,8) давление и температура воздуха достигают значений 3,419МПа и 600& bsp;°С соответственно. В конце такта в цилиндр через форсунку 4 (рисунок, 1, в) впрыскивается топливо. В зависимости от формы камеры сгорания и типа форсунки давление впрыска находится в пределах 8 40 МПа. Процесс сгорания и расширения Третий такт – расширение, или рабочий ход. Впрыснутое распыленное топливо, перемешиваясь со сжатым воздухом, самовоспламеняется и сгорает. При этом температура газов к концу сгорания повышается до 1600& bsp;°С, а давление до 7,864МПа. В конце такта расширения температура снижается до 700 10000С, а давление до 0,677МПа. Под давлением газов, образующихся в результате сгорания топливовоздушной смеси, поршень перемещается от В.М.Т. к Н.М.Т., совершая механическую работу (рисунок 1, в). Процесс выпуска Четвертый такт – выпуск отработавших газов. Продукты сгорания выходят из цилиндра в атмосферу (рисунок 1, г). Температура выпуска равна 600 700& bsp;°С, а давление газов – 0,125МПа. & bsp; 2. Расчет параметров одного цикла и построение индикаторной диаграммы ДВС Объем камеры сгорания: Vc = 1 (в условных единицах). (1) Полный объем: Va = e & imes; Vc, (2) где e – степень сжатия; Va = 8& imes;1 = 8. Показатель политропы сжатия: 1 =1,41 – 100/ e, (3) где e – номинальная частота вращения коленвала, об./мин; 1= 1,41 – 100/4500 = 1,39 Давление в конце такта сжатия, МПа: pc = pa & imes; e 1, (4) где pa – давление при впуске, МПа; pc = 0,09& imes;8 1,39 = 1,62 МПа Промежуточные точки политропы сжатия (табл. 1): px = (Va / Vx) 1 & imes; pa, (5) При px = (8 / 1) 1,39 & imes; 0,09=1,62 МПа Таблица 1. Значения политропы сжатия Vx 2 3 4 5 6 7 8 px, МПа 0,62 0,35 0,24 0,17 0,13 0,11 0,09 Давление в конце такта сгорания, МПа: pz = l & imes; pc, (6) где l – степень повышения давления; pz = 3,8 & imes; 1,62 = 6,16 МПа Показатель политропы расширения: 2 =1,22 – 130/ e, (7) 2 = 1,22 – 130/4500 = 1,19 Давление в конце такта расширения: pb = pz / e 2, (8) pb= 6,16/81,19= 0,52 МПа Промежуточные точки политропы расширения (табл.
2): px = (Vb / Vx) 2 & imes; pb. (9) & bsp; При px = (8 / 1) 1,19 & imes; 0,52= 6,16 МПа Таблица 2. Значения политропы расширения Vx 2 3 4 5 6 7 8 px, МПа 2,71 1,67 1,19 0,91 0,73 0,61 0,52 Среднее теоретическое индикаторное давление, МПа: , (10) МПа. Среднее давление механических потерь, МПа: , (11) где – средняя скорость поршня в цикле. Предварительно =. МПа Действительное индикаторное давление, МПа, с учетом коэффициента скругления диаграммы =0,95: , (12) где – давление выхлопных газов, МПа. МПа Среднее эффективное давление цикла: , (13) МПа Полученные расчетом данные используем для построения индикаторной диаграммы (рисунок 2). & bsp; 3. Расчет и построение внешней характеристики ДВС Мощность Pe, кВт: , (14) ei – текущие (принимаемые) значения частоты вращения коленчатого вала; p – номинальная частота вращения. Вращающий момент, Н∙м: , (15) Удельный расход, гр/кВт∙ч: (16) Массовый расход, кг∙ч: (17) Полученные расчетом значения сведены в таблицу 3. Таблица 3. Зависимость мощности Pe, вращающего момента Те, удельного расхода ge и массового расхода Ge от частоты вращения коленвала e. Параметр Отношение ei/ p 0,16 0,22 0,44 0,66 0,88 1 1,11 e (об/мин) 700 1000 2000 3000 4000 4500 5000 Pe, кВт 13,6 19,33 41,1 60,6 73 75 73,1 e, H& imes;м 185,5 186,6 196,2 192,9 174,3 159,2 139,6 ge, гр/кВт∙ч 284,4 248 222,8 216,3 228,8 243,5 261,9 Ge, гр∙ч 3868 4794 9157 13108 16702 18263 19145 Графическая зависимость мощности Pe, вращающего момента Те, удельного расхода ge и массового расхода Ge от частоты вращения коленвала e отображена на рисунке 4. & bsp; 4. Построение диаграммы фаз газораспределения Радиус кривошипа коленвала, м: r = S / 2, (18) r = 0,083/2 = 0,0415& bsp;м 4.2 Отрезок ОО1 (см. диаграмму фаз газораспределения, рис.& bsp;3): , (19) где r – радиус кривошипа в масштабе индикаторной диаграммы (r=55& bsp;мм) g – коэффициент; , (20) lш – длина шатуна, м; r – радиус кривошипа (r = 0,0415& bsp;м). Принимаем: lш = 4r; (21) Отсюда, мм, (22) Угол впрыска: Полученные расчетом данные используем для построения диаграммы фаз газораспределения (рисунок 3) и ее связи с индикаторной диаграммой (рисунок 2). 5. Проектирование кривошипно-шатунного механизма Рабочий объем цилиндра, л: , (23) где – тактность двигателя ( = 4); Pе – заданная мощность двигателя, кВт; i – заданное число цилиндров, 5.2 Рабочий объем, м3: , (24) где D – диаметр поршня, м: , (25) S – неизвестный ход поршня, м. Зная отношение S/D=0,9, определим: м; Принимаем 92& bsp;мм. Тогда мм. 5.3 Средняя скорость поршня, м/с: , (26) м/с &l ; 13& bsp;м/с = – максимальная допускаемая скорость поршня. Таблица 4. Параметры бензинового ДВС Параметр бензинового ДВС Значение параметра d = D d = 92& bsp;мм d L= (0,8 1,1) d L= 1.92 = 92& bsp;мм h=(0,6 1,0) d h = 0,7. 92 = 64& bsp;мм lш = (3,5 4,5) r lш = 4& imes;41,5 = 166& bsp;мм H = (1,25 1,65) d H = 1,3& imes;92 = 120& bsp;мм dk = (0,72 0,9) d dk = 0,8 & imes; 92= 74& bsp;мм dш = (0,63 0,7) d dш = 0,65& imes;92 = 60& bsp;мм lk = (0,54 0,7) dk lk = 0,6& imes;74 = 44& bsp;мм lшат = (0,73 1,05) dш lшат = 1& imes;60 = 60& bsp;мм При известном диаметре поршня его остальные основные размеры определяются из эмпирических соотношений.
Результаты расчетов приведены в таблице 4. Обозначения, принятые в таблице 4: d – диаметр поршня; dп – диаметр пальца; dв – внутренний диаметр пальца; lп – длина пальца; l2 – расстояние между внутренними торцами бобышек; d – толщина днища поршня; dd – внешний диаметр внутреннего торца бобышек; с1 – расстояние от днища поршня до первой канавки под поршневое кольцо; е1 – толщина стенки головки поршня; h – расстояние от днища поршня до центра отверстия под палец; bк – глубина канавки под поршневое кольцо; L – расстояние от торца юбки поршня до канавки под кольцо головки поршня; H – высота поршня; dю – минимальная толщина направляющей части поршня; dш – диаметр шатунной шейки; dк – диаметр коренной шейки коленвала; lшат – длина шатунной шейки; lк – длина коренной шейки коленвала. Полученные расчетом параметры используем для проектирования кривошипно-шатунного механизма (рисунок 5). & bsp; 6. Определение основных параметров ДВС Крутящий момент, Н∙м: (27) Литровая мощность, кВт/л: (28) Удельная поршневая мощность, кВт/дм2: (29) Механический КПД: (30) Индикаторный КПД: , (31) где – коэффициент избытка воздуха ( = 0,9) = 14.96 (для бензиновых двигателей) – низшая теплота сгорания топлива, ккал/кг. = 44 – плотность топливо – воздушной смеси, кг/м3. =1,22 = 0,7 Эффективный КПД: (32) Удельный расход, г/кВт∙ч: (33) Массовый расход, г∙ч: (34) Перемещение поршня Зависимость перемещения поршня от угла поворота коленчатого вала определяется по формуле: (35) Строим график перемещения поршня из условия =0,25, угол поворота коленчатого вала 0–3600 с шагом 300. Скорость поршня Зависимость скорости поршня от угла поворота коленчатого вала определяется по формуле: (36) Строим график скорости поршня из условия =0,25, угол поворота коленчатого вала 0–3600 с шагом 300. Ускорение поршня Зависимость скорости поршня от угла поворота коленчатого вала определяется по формуле: (37) Строим график ускорения поршня из условия =0,25, угол поворота коленчатого вала 0–3600 с шагом 300. & bsp; Силы, действующие в двигателе Сила инерции Сила инерции определяется по формуле: , (38) где - угловая скорость поршня, определяемая по формуле: , (39) где - номинальная частота вращения двигателя. =4500 об/мин. . - приведенная масса поршня, определяемая по формуле: , (40) где - масса поршня, определяемая по формуле: (41) - масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца: , (42) где - масса шатуна, определяемая по формуле: (43) В итоге по формуле (40) определяем приведенную массу поршня: Значения силы инерции в зависимости от угла поворота коленчатого вала заносим в таблицу 5. Сила давления газов Сила давления газов определяется по формуле: , (44) где - значения давления при данном угле поворота. - атмосферное давление. =0,1 МПа. - площадь поршня. Площадь поршня определим по формуле: (45) Значения силы давления газов в зависимости от угла поворота коленчатого вала заносим в таблицу 5. Суммарная сила Суммарная сила определится по формуле: (46) Значения суммарной силы в зависимости от угла поворота коленчатого вала заносим в таблицу 5.
Растворимость 0,88 объема газа в 1 объеме воды при 20 .С; в водном растворе в присутствии щелочей образует соли угольной кислоты. Углерода диоксид входит в состав атмосферы Земли (в среднем 0,03% по объему). Как продукт полного окисления углерода поступает в воздух при сжигании топлива и при дыхании (см. Парниковый эффект). Главный источник углерода растений, усваивающих углерода диоксид при фотосинтезе. Углерода диоксид получают при обжиге известняка, окислении углеводородных топлив. Применяют в производстве соды, при газировании воды, в огнетушителях. УГЛЕРОДА ОКСИД (угарный газ) - СО, газ без цвета и запаха, плотность 1,25 г/л, tкип -191,5 .С. Образуется при неполном сгорании углерода или его соединений (в печах, двигателях внутреннего сгорания). На воздухе горит синим пламенем (2СО + О2 = 2СО2). В промышленности получают газификацией топлив, при конверсии газов. Сырье основного органического синтеза, высококалорийное топливо. Углерода оксид ядовит. УГЛЕРОДИСТАЯ СТАЛЬ - нелегированная конструкционная или инструментальная сталь, содержащая С (0,04-2%) и постоянные примеси (Mn, Si, S, P)
2. Краткая классификация двигателей внутреннего сгорания (ДВС) строительных и дорожных машин
3. Двигатели внутреннего сгорания
4. Проектирование и исследование механизмов двигателя внутреннего сгорания
5. Тепловой и динамический расчет двигателя внутреннего сгорания
9. Проектирование механизмов двухцилиндрового четырехтактного двигателя внутреннего сгорания
10. Анализ эффективности работы двигателя внутреннего сгорания
11. Двигатели внутреннего сгорания
12. Защита выпускного клапана двигателя внутреннего сгорания
13. Проектирование систем двигателей внутреннего сгорания
14. Проектирование и моделирование двигателя внутреннего сгорания
15. Работа электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания
17. Реактивные двигатели, устройство, принцип работы
18. Контрольные испытания газотурбинных двигателей
19. Устройство парков и внутренняя служба в них
20. Внутренние воды Северной Америки
21. Правовые и организационные основы деятельности паспортно-визовой службы органов внутренних дел РФ
26. Царствование Николая I: внутренняя и внешняя политика
29. Внутренняя среда организма
30. Пропедевтика внутренних болезней
31. Влияние эмоциональных отклонений на внутреннюю картину болезни (на примере онкологических больных)
33. Основные направления работы органов внутренних дел
34. История развития внутренних войск
35. Деятельность органов внутренних дел по обеспечению режима чрезвычайного положения
37. Внешняя и внутренняя политика СССР 1984-1991 гг.
41. Расчет зануления двигателя
43. Технология восстановления чугунных коленчатых валов двигателей ЗМЗ-53А
44. Автомобиль. Рабочие процессы и экологическая безопасность двигателя
47. Ремонт автомобилей и двигателей (рабочая программа для преподавателей специальности 1705)
48. Разработка двигателя ЗМЗ 53
49. Система зажигания (в двигателе автомобиля)
50. Принципиальные схемы КШМ. Компоновочные схемы двигателей
53. Влияние эмоциональных отклонений на внутреннюю картину болезни (на примере онкологических больных)
57. Тепловые двигатели. Охрана окружающей среды
59. Тепловые двигатели и их применение
60. Применение аккредитивной формы расчетов во внутреннем и международном оборотах
61. Внутренний конроль основных средств
62. Организация внутреннего аудита
63. Корпоративный праздник как инструмент внутреннего PR
64. Анализ внутренней среды организации
65. Анализ внешней и внутренней среды организации
66. Анализ внешних и внутренних связей на предприятии на примере ОАО "Ивантеевский трикотаж"
67. Расчет себестоимости эксплуатации асинхронного двигателя МАП521-4/16
68. Валовой внутренний продукт - важнейший показатель системы национальных счетов
69. Валовой внутренний продукт (ВВП)
73. Основные направления внутренней и внешней политики России после 1991 года
74. Кризисные явления во внутренней политике самодержавия
75. Основные направления внутренней политики в восстановительный период
76. Иван III: внешняя и внутренняя политика
77. Внутренние функции Российского государства
78. Внешняя и внутренняя политика СССР
79. Внутреннее состояние Дании в IX - XI веках
80. Виды реактивных двигателей, физические основы реактивного движения при разных скоростях
81. Блок управления двигателем на МК.
82. Вертикальная ось `верх-низ` в характеристике концептов внутреннего мира человека
83. Внутренний мир героев рассказа А. П. Чехова «Дама с собачкой»
84. «Многоликость» внутреннего мира Чичикова
85. Роль внутреннего монолога в создании характера героя
89. Вены и микрососуды подслизистого слоя , стенки некоторых трубчатых внутренних органов
90. Кровоснабжение и иннервация опорно-двигательного аппарата и внутренних органов
91. Надпочечники - железы внутренней секреции
92. Кровотечение. Наружные и внутренние кровотечения
93. Вены и микрососуды подслизистого слоя , стенки некоторых трубчатых внутренних органов
94. Внутренний сбой: шесть ошибок внутреннего PR
95. Внутренний коммерческий расчет
98. Вечный двигатель
99. Улучшение экологических показателей автомобильных двигателей