1 Расчет и выбор исходных параметров

Содержание
Введение

1 Расчет и выбор исходных параметров

2 Тепловой расчет проектируемого двигателя

3 Расчет и построение внешней скоростной характеристики

4 Динамический расчет КШМ с применением ЭВМ

5 Патенто-информационный поиск аналогов заданного типа ДВС

6 Обоснование и выбор механизмов и систем проектируемого двигателя

7 Расчет масляного насоса

8 Технические характеристики двигателя

Заключение

Список литературы

1 Расчет и выбор исходных параметров
Ne=,

где М= 1800 кг – полная масса автомобиля,

ψv= 0.02 – коэффициент дорожного сопротивления,

Vmax= 1800 км/ч = 47.2 м/с – максимальная скорость автомобиля,

kβ= 0.3 – коэффициент сопротивления воздуха,

F=B*H= 1.53*1.43= 2.2 м2 – площадь лобового сопротивления,

В – колея передних колес,

Н – высота автомобиля,

ηт – КПД трансмиссии.

Ne==95.63 кВт.

2 Тепловой расчет двигателя
Для данного двигателя выбираем топливо бензин АИ-93.сотав данного топлива:

C=0.855; H=0.145; mT=115 кг/кмоль.

Определим низшую теплоту сгорания топлива:

Hu= (33.91*C + 103.01*H)*103= 43925.5 (кДж/кг).
Определим параметры рабочего тела.

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания одного кг топлива:

L0==0.51 кмоль возд/кг топл,

l0==14.96 кг возд/кг топл.

Количество горючей смеси:

M1==0.49 кмоль св. смеси/ кг топл.

Количество отдельных компонентов продуктов сгорания:

MCO=0.277*(1-α)*L0=0.277*0.05*0.51= 0.007 кмоль/кг,

MCO2== 0.064 кмоль/кг,

MH2=0.5* MCO=0.5*0.007= 0.0035 кмоль/кг,

MN2=0.79*α* L0=0.79*0.95*0.51= 0.384 кмоль/кг,

MH2O==0.069 кмоль/кг,

MO2=0.

Общее количество продуктов сгорания:

M2= MCO + MCO2+ MH2+ MN2+ MH2O= 0.007 + 0.064 + 0.0035 + 0.384 + +0.069= 0.5279 кмоль/кг.
Параметры окружающей среды и остаточных газов.

Давление и температура окружающей среды:

P0=0.1 МПа, Т0=293 К.

Давление и температура остаточных газов:

Рг=1.2* P0=1.2*0.1= 0.12 МПа,

Тг=1000 К.
Рассчитаем параметры в конце впуска.

Давление газов в цилиндре:

Pа= P0 - ΔPа=0.1- 0.01= 0.09 МПа,

где ΔPа=0.01 МПа – потери давления на впуске.

Коэффициент остаточных газов:

= 0.054,

где ΔТ=10 К – температура подогрева свежего заряда.

Температура в конце впуска:

Та== 338.77 К.

Коэффициент наполнения:

= 0.83.
Рассчитаем давление и температуру в конце сжатия.

РС== 1.81 МПа,

ТС== 776.9 МПа,

где n1- показатель политропы сжатия

n1== 1.38.
Рассчитаем давление и температуру в процессе сгорания.

,

где mCV= 20.16+1.74*10-3ТС= 21.51 кДж/кмоль К – средняя мольная теплоемкость свежего заряда,

mCV˝=(18.4+2.6α) + (1.6+1.4α)*10-3ТZ= 20.87+2.93*10-3ТZ - средняя мольная теплоемкость свежего заряда при постоянном объеме,

=1.08 - коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси,

=0.85 – коэффициент использования тепла,

ΔНu=119950*(1-α)* L0=119950*0.05*0.51= 3070.15 кДж/кг – количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания,

Тогда получим уравнение вида:

0.0031 ТZ² + 22.56 ТZ - 84463.56=0,

откуда ТZ=2711.3 К.

Давление в конце сгорания теоретическое:

РZ=µ РС=1.08*1.81*2711.3/776.9= 6.85 МПа.

Действительное давление в конце сгорания:

РZ´=0.85*РZ=0.85*6.85= 5.83 МПа.
Процесс расширения.

Давление и температура в конце расширения:

Рb== 0.47 МПа,

Тb== 1630.4 К,

где n2 – показатель политропы расширения.

n2=1.21+=1.21+130/5450= 1.23.
Рассчитаем индикаторные и эффективные параметры рабочего цикла, основные параметры цилиндра и двигателя.

Теоретическое среднее индикаторное давление:

PIHC== 1.15 МПа.

Действительное среднее индикаторное давление:

PI= PIHC*φn=1.12*0.95= 1.09 МПа,

где φn= 0.95 – коэффициент полноты диаграммы.

Индикаторный коэффициент полезного действия:

= 0.36,

где ρk= 1.189 кг/м – плотность заряда на впуске.

Удельный индикаторный расход топлива:

gi== 229.01 г/кВт ч.

Среднее давление механических потерь:

Pм=a+b*Cn3,

где Cn3 – скорость поршня,

a, b – коэффициенты (a=0.04, b=0.011).

Cn3== 15.07 м/с.

Ходом поршня S=83 мм задаемся предварительно из аналогичного двигателя.

Pм=0.04+0.011*15.07= 0.21 МПа.

Среднее эффективное давление:

Pe= PI – Pм=1.09-0.21= 0.89 МПа.

Механический к.п.д.:

= 0.81.

Литраж двигателя:

Vn== 2.36 л.

Рабочий объем цилиндра:

Vh== 0.47 л.

Диаметр цилиндра:

D== 86 мм.

Ход поршня:

S=D*(S/D)=86*0.96= 82 мм.

Скорость поршня:

Cn== 14.93 м/с.

Получили что Cn3–Cn< 0.5 м/с.
Определим параметры двигателя по окончательно принятому значению S= 82 мм.

Литраж двигателя:

Vn=i*Vh= = 2.36 л.

Эффективная мощность:

Ne== 95.63 кВт.

Литровая мощность:

Nn== 40.42 кВт/л.

Эффективный крутящий момент:

Me== 167.65 Нм.

Эффективный КПД:

ηe= ηм* ηi=0.81*0.36= 0.29.

Удельный эффективный расход топлива:

ge== 281.97 г/кВт ч.

Часовой расход топлива:

GT= ge* Ne*10-3=281.97*95.63*10-3= 26.97 кг/ч.

3 Расчет и построение внешней скоростной характеристики
Внешней скоростной характеристикой двигателя называется зависимость основных параметров двигателя (Ne, Мe, GT, ge) от частоты вращения коленвала двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке.

Для построения внешней скоростной характеристики рассчитаем значения Ne, Мe, GT, ge при различных значениях частоты вращения коленвала, от 0.2ωn до 1.2ωn , где ωn – частота вращения, соответствующая максимальной мощности.

Рассчитаем при ωx=0.2ωn

Nex==22.19 кВт,

где a=b=c=1.

Me==0.02 кНм.

ge==281.97 г/кВтч.

GT==6.25 кг/ч.

Результаты остальных расчетов сведем в таблицу.




0.2ωn

0.4ωn

0.6ωn

0.8ωn

ωn

1.2ωn

ωe, рад/с

1090

2180

3270

4360

5450

6540

Nex, кВт

22.19

47.43

71.15

88.74

95.63

87.2

Me, кНм

0.02

0.021

0.022

0.02

0.018

0.013

ge, г/кВтч

281.97

248.13

236.85

248.13

281.97

338.36

GT,кг/ч

6.25

13.37

20.06

25.1

26.96

24.59


5 Патенто-информационный поиск аналогов заданного типа ДВС
В качестве прототипа для проектируемого двигателя выберем двигатель автомобиля Audi 100 2.3E. Его основные характеристики:








Объем двигателя, см3

2309

Номинальная мощность, кВт

98

Номинальная мощность, л.с.

133



















Отношение хода поршня к его диаметру, S/D

82.5/86.4

Степень сжатия

8.8



7 Расчет масляного насоса
Масляный насос служит для подачи масла к трущимся поверхностям движущихся частей двигателя. По конструктивному исполнению масляные насосы бывают шестеренчатые и винтовые. Наиболее распространенными являются шестеренчатые насосы. Расчет масляного насоса заключается в определении размеров его шестерен.

Общее количество тепла, выделяемого топливом в течение одной секунды: Q0= = 329.1 кДж/с.

Количество тепла, отводимого маслом от двигателя:

Qм= 0.021Q0 = 0.021*329.1 = 6.91 кДж/с.

Циркуляционный расход масла:

Vц= = 0.00037 м³/с.

где см=2.094 кДж/кг К – теплоемкость масла,

ρм= 900 кг/м³ - плотность масла,

ΔТм= 10 К – температура нагрева масла в двигателе.

Циркуляционный расход масла с учетом стабилизации давления масла в системе:

V´= 2Vц = 2*0.00037 = 0.00074 м³/с.

Расчетная производительность насоса:

Vр== 0.0011 м³/с,

где ηр= 0.7 – объемный коэффициент подачи.

Модуль зацепления зуба m = 5 мм = 0.005 м.

Высота зуба h= 2m = 10 мм = 0.01 м.

Число зубьев шестерен z =12.

Диаметр начальной окружности шестерни:

D0= z*m= 12*5 = 60 мм = 0.06 м.

Диаметр внешней окружности шестерни:

D= m*(z+2) = 5*14 = 70 мм = 0.07 м.

Окружная скорость на внешнем диаметре шестерни uн = 7.33 м/с.

Частота вращения шестерни (насоса):

nн== 2000 об/мин.

Длина зуба шестерни:

b== 0.018 м.

Рабочее давление масла в системе p = 0.4 МПа.

Механический кпд масляного насоса ηм.н = 0.87.

Мощность, затрачиваемая на привод масляного насоса:

Nн== 0.51 кВт.

Список использованной литературы
1 Автомобильные двигатели. Учебник под ред. М.С.Ховаха – М.: Машиностроение, 1997. – 391 с.

2 Колчин А.Л., Демидов В.В. Расчет автомобильных и тракторных двигателей. – М.: Высшая школа,1980. – 400 с.

3 Скребунов А.М. Силовые установки автотранспортных средств. Методические указания к контрольной работе. Могилев,1996. – 25 с.Добавить документ в свой блог или на сайт
30-aprelya-1958-mat-voprosi-i-otveti.html
30-aprelya-alatirskaya-gorodskaya-uprava-v-pisme-v-simbirskij-gubernskij-rasporyaditelnij-komitet-uvedomila-chto.html
30-aprelya-cga-chuvashskoj-respubliki-f-r-76-op-d-42.html
30-aprelya-den-korolevi.html
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат
Реферат