Тепловий розрахунок поршневих двигунів внутрішнього згорання. Вибір і обгрунтування початкових даних для теплового розрахунку

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТРАНСПОРТНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра “Двигуни і теплотехніка”

КУРСОВА РОБОТА

З дисципліни

“ТЕОРІЯ ДВЗ”

Виконав студент групи АД-3-1_________

____

Керівник

Київ НТУ 2013

1.  ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК ПОРШНЕВИХ ДВИГУНІВ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРАННЯ

1.1. Вибір і обгрунтуванняпочатковихданих для теплового розрахунку

Для бензинового двигуна

1.  Температуру і тиск оточуючого середовища при відсутності спеціальних вказівок беруть відповідно ; .

Газова стала повітря .

2.  Число тактів циклу двигуна . Через ряд переваг на автомобілях, тракторах і дорожно-будівельних машинах використовують чотиритактні двигуни, тому в курсовій роботі передбачається розробка тільки таких двигунів.

3.  Ряд вихідних параметрів теплового розрахунку зумовлюється типом камери згорання, яка суттєво впливає на паливну економічність і токсичність відпрацьованих газів ДВЗ. Тому вибору її типу необхідно приділяти особливу увагу.

4.  Для бензинових карбюраторних двигунів ступінь стиску визначається заданим октановим числом бензину. За завданням А-92, тому ступінь стиску буде .

5.  Коефіцієнт надміру повітря α=0,91 при максимальній потужності двигуна.

6.  Підвищення температури заряду в процесі впуску вибирають на основі експериментальних даних.  Для даного двигуна  беремо .

7.  Тиск відпрацьованих газів у циліндрі двигуна в кінці випуску ( в точці індикаторній діаграми):

;

8.  Температура  в кінці випуску:

9.  Відношення ходу поршня до діаметра циліндра залежно від швидкохідності двигуна становить S/D=0,89.

10.  Вибір типу конструктивних параметрів механізму газорозподілу. Приймається клапанний газорозподіл з двома клапанами в кожному циліндрі. Фази газорозподілу вибирають на основі даних щодо існуючих двигунів, близьких за швидкохідністю до того, який проектується.

а) Впускний клапан

Градуси кута оберту колінчастого вала:

1)  Відкриття до ВМТ – 30

2)  Закриття після НМТ – 72

3)  Тривалість – 289

б) Випускний клапан

Градуси кута оберту колінчастого вала:

1)  Відкриття до ВМТ – 72

2)  Закриття після НМТ – 30

3)  Тривалість – 282

11.  При виборі середнього в такті стискання показника політропи  вивчити фактори, що впливають на величину  і характер її змін у процесі стискання.

При виконанні теплового розрахунку значення  вибирають на основі даних експерименту для існуючих двигунів.

Для бензинового двигуна приймаємо .

Для дизеля

1. Температуру і тиск оточуючого середовища при відсутності спеціальних вказівок беруть відповідно ; .

Газова стала повітря .

2. Число тактів циклу двигуна . Через ряд переваг на автомобілях, тракторах і дорожно-будівельних машинах використовують чотиритактні двигуни, тому в курсовій роботі передбачається розробка тільки таких двигунів.

3. Ряд вихідних параметрів теплового розрахунку зумовлюється типом камери згорання, яка суттєво впливає на паливну економічність і токсичність відпрацьованих газів ДВЗ. Тому вибору її типу необхідно приділяти особливу увагу.

4. Для дизелів ступінь стиску визначають з умови надійного запуску залежно від типу камери згорання та сумішоутворення:

Для розділених камер згорання .

5. Коефіцієнт надміру повітря α=1,5 при максимальній потужності двигуна.

6. Підвищення температури заряду в процесі впуску вибирають на основі експериментальних даних.  Для даного двигуна  беремо .

7. Тиск відпрацьованих газів у циліндрі двигуна в кінці випуску ( в точці індикаторній діаграми):

;

8. Температура  в кінці випуску:

9. Відношення ходу поршня до діаметра циліндра залежно від швидкохідності двигуна становить S/D=1,1.

10. Вибір типу конструктивних параметрів механізму газорозподілу. Приймається клапанний газорозподіл з двома клапанами в кожному циліндрі. Фази газорозподілу вибирають на основі даних щодо існуючих двигунів, близьких за швидкохідністю до того, який проектується.

а) Впускний клапан

Градуси кута оберту колінчастого вала:

4)  Відкриття до ВМТ – 20

5)  Закриття після НМТ – 60

6)  Тривалість – 260

б) Випускний клапан

Градуси кута оберту колінчастого вала:

4)  Відкриття до ВМТ – 60

5)  Закриття після НМТ – 20

6)  Тривалість – 260

11.  При виборі середнього в такті стискання показника політропи  вивчити фактори, що впливають на величину  і характер її змін у процесі стискання.

При виконанні теплового розрахунку значення  вибирають на основі даних експерименту для існуючих двигунів.

Для дизеля приймаємо .

1.2. Параметри процесу впуску та стиснення

Для бензинового двигуна

1.  Густина заряду за даних атмосферних умов, :

,

,

Тиск в кінці впуску, МПа:

, де,  – сумарний коефіцієнт, що враховує гасіння швидкості  та опір впускної системи, віднесений до площі перерізу в клапані . Так як даний двигун високообертовий, то ;

 – середня швидкість руху заряду в прохідному перерізі клапана. Приймаємо

.

2.  Коефіцієнт залишкових газів:

,

.

3.  Температура кінця впуску, К:

,

.

4.  Коефіцієнт наповнення циліндрів:

,

.

5.  Параметри робочого тіла в кінці процесу стискання:

Тиск, МПа:

,

;

Температура, К:

,

.

Для дизеля

1.  Густина заряду за даних атмосферних умов, :

,

,

Тиск в кінці впуску, МПа:

, де,  – сумарний коефіцієнт, що враховує гасіння швидкості  та опір впускної системи, віднесений до площі перерізу в клапані . Так як даний двигун високообертовий, то ;

 – середня швидкість руху заряду в прохідному перерізі клапана. Приймаємо

.