Улучшение использования имеющихся автомобилей, повышение культуры эксплуатации, увеличение межремонтных сроков службы

Содержание

Введение                                                                                                 3

1.  Тепловой расчёт                                                                                4

1.1 Исходные данные                                                                        4

1.2 Выбор топлива                                                                            4

1.3 Процесс впуска                                                                           8

1.4 Процесс сжатия                                                                           10

1.5 Процесс сгорания                                                                        11

1.6 Процесс расширения и выпуска                                                 14

1.7 Индикаторные показатели                                                          15

1.8 Эффективные показатели                                                            15

1.9 Основные параметры ДВС                                                          16

1.10 Тепловой баланс                                                                       16

1.11 Построение индикаторной диаграммы                                     17

2. Расчёт внешней скоростной характеристики                                    21

2.1 Исходные данные                                                                         21

2.2 Расчетные точки скоростной характеристики                            21

3.  Кинематика КШМ.                                                                            25 3.1 Исходные данные                                                                         25 3.2 Расчёт кинематических показателей                                           25 4.  Динамический расчет                                                                         27      4.1 Исходные данные                                                                    27

4.2 Расчёт нагрузок                                                                            27 4.3 Уравновешивание                                                                         31 4.4 Расчёт маховика                                                                           33

5.  Конструкторский расчёт                                                                    34 5.1 Исходные данные                                                                         34 5.2 Расчет по элементам                                                                    35           Список используемой литературы                                               38

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Приложение Д

Приложение Е

          Введение

Основой автотранспортной энергетики в ближайшем будущем останутся поршневые двигатели внутреннего сгорания, которые после столетнего развития достигли высокого совершенства. В области развития и совершенствования автомобильных двигателей основными задачами являются: расширение пользования дизелей, улучшение топливной экономичности и снижение удельной массы двигателей, стоимости их производства и эксплуатации. На принципиально новый уровень ставиться борьба с токсичными выбросами в атмосферу, а также задачи по снижению шума и вибрации в процессе эксплуатации.

Прогресс в автомобильной промышленности предусматривает улучшение использования имеющихся автомобилей, повышение культуры эксплуатации, увеличение межремонтных сроков службы.

Тенденция развития ДВС проявит себя в стремлении получить максимальный эффективный коэффициент полезного действия путем использования в нем более сложных решений и технологий. Значительно большое внимание стало уделяться использованию элетронно- вычеслительных машин при расчетах и испытаниях двигателя.

В данной курсовой работе представлена методика расчёта современного автомобильного двигателя. Взаимосвязь теплового расчёта с динамическим и с расчётом жидкостного насоса показана на примере расчета  двигателя.

1. Тепловой расчет.

1.1  Исходные данные.

В качестве двигателя прототипа в курсовом проекте , при расчете нового двигателя, будет выступать двигатель ЗМЗ 406-310, имеющий следующие характеристики:

1.  Эффективная мощность двигателя  ;

2.   Эффективная частота вращения коленчатого вала  об/мин ;

3.  Тип двигателя: бензиновый;

4.  Вид смесеобразования: карбюраторное;

5.  Число и расположение цилиндров:  (рядное);

6.  Отношение хода поршня к диаметру цилиндра: ;

7.  Степень сжатия: ;

8.  Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна: ;

9.  Средняя скорость поршня: ;

10.Система смазки: комбинированная; под давлением и разбрызгиванием;

11.Система охлаждения: жидкостное, закрытое, с принудительной циркуляцией.

По заданию преподавателя на КП, в качестве эффективной мощности и эффективной частоты вращения при расчете ДВС, было заданно соответственно   и   об/мин.

1.2 Выбор топлива.

Выполнение расчетов проводят для следующих характерных скоростных режимов работы двигателя:

Режим минимальной частоты вращения коленчатого вала

об/мин

Из имеющегося интервала принимаем, что  об/мин;

Режим максимального крутящего момента

                            ;

Тогда при заданных параметрах получим:

;

Режим  минимального удельного расхода топлива:

                                                   

Тогда при заданных параметрах получим:

 ;

Режим максимальной частоты вращения:

 ;

Тогда получим:

 об/мин.

ε=9,3

используется бензин марки АИ-92

Средний элементарный состав и молекулярная масса бензина:

 и /кмоль.

Низшая теплота сгорания топлива:

 ;

Где С, Н, О и S – массовые доли, содержащиеся в топливе, соответственно углерода, водорода, кислорода и серы

/кг/кг.

Параметры рабочего тела.

Теоретически необходимое объемное  количество  воздуха для сгорания 1 кг топлива:

 ;                                                                                                  

Где 0,208- объемное содержание кислорода в 1 кг воздуха.

Теоретически необходимое массовое количество  воздуха для сгорания 1 кг топлива:

;

Где 0,23- массовое содержание кислорода в 1 кг топлива.

Тогда с учетом известных величин, получим:

/кг топлива и

кг топлива.

Коэффициент избытка воздуха устанавливается на основании следующих соображений: стремление получить двигатель достаточно экономичный и с меньшей токсичностью продуктов сгорания, которая достигается при , позволяет принять  на основных режимах работы двигателя.

Количество свежего заряда посчитаем  как:

 ;

смеси/кг топлива.

Количество отдельных компонентов продуктов сгорания бензиновых двигателей при , кмоль пр.сг/кг топл.

 ;

 ;

 ;

  ;

 ,

Где К- постоянная величина, зависящая от отношения количества водорода к количеству окиси углерода  , содержащихся в продуктах сгорания (для бензинов К=0,45-0,50), с учетом этого получим:

/кг топл. ;

/кг топл. ;

/кг топл. ;

 /кг топл. ;

/кг топл.

Общее количество продуктов сгорания, кмоль пр. сг./кг топл. :

,

 ;

 пр. сг. Топл./ кг топл.

Параметры окружающей среды и остаточные газы.

Давление и температура окружающей среды, для двигателя без наддува  и K.

В зависимости от типа двигателя, степени сжатия, числа оборотов, нагрузки, коэффициента избытка воздуха, температура остаточных газов лежит в пределах:

 ,

При постоянных значениях степени сжатия  температура остаточных газов практически линейно возрастает с  увеличением скоростного режима при  , но уменьшается при обогащении смеси. Учитывая значение эффективной частоты вращения и коэффициента избытка воздуха, можно принять при номинальных режимах

Давление остаточных газов для номинального режима работы двигателя, давление остаточных газов посчитается, как:

 ,

Тогда величины давлений на остальных режимах работы двигателя будут подсчитаны по формуле:

 ,

Где  ,

Тогда при , получим:

1.3 Процесс впуска.

Температура свежего заряда зависит от конструкции и расположения