Форсированный двигатель для армейского грузовика повышенной грузоподъемности

 

Федеральное агентство  по образованию

ГОУ ВПО «Уральский федеральный университет им. Первого президента Б.Н.Ельцина»

 

Кафедра «Автомобили и тракторы»

 

 

 

Форсированный двигатель для армейского грузовика повышенной грузоподъемности

Курсовая работа

по дисциплине «Теория силовых установок»

Расчетно-пояснительная записка

 

 

 

 

 

Руководитель                                                               Басс.

Студент                                                                      Пупкин

Группа                                                                         ХХХХХ        

 

 

 

 

 

Екатеринбург

2012 

Содержание

1. Определение исходных данных для теплового расчета номинального

режима            3

2. Тепловой расчет двигателя        6
3. Построение индикаторных диаграмм

Спиок литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Определение исходных данных для теплового расчета номинального режима

Необходимо рассчитать двигатель для армейского грузовика повышенной грузоподъемности.

1.1 Исходные данные

1. Дизельный
2. Тактность
3. Охлаждение - жидкостное
4. Мощьность =360 кВт
5. Частота вращения =2200 мин^-1 

1.2 Среднее эффективное давление

3. Коэффициент избытка воздуха

Принимаем a=1,75.

Удельный эффективный расход топлива

Удельный эффективный расход топлива составляет

4. Сопротивление воздухоочистителя

Принимаем .

5. Коэффициент наполнения

Принимаем

6. Показатель политропы сжатия воздуха в компрессоре

Возьмем

7. Термический КПД охладителя наддувочного воздуха

Примем

8. Температура охлаждающего агента (охлаждающей жидкости) на входе в охладитель наддувочного воздуха

=365 К.

9. Условия окружающей среды

Расчет производится для нормальных атмосферных условий: , интервал .

10. Отношение хода поршня к диаметру цилиндра

Принимаем

1.11 Число цилиндров

i=8.

Число впускных клапанов в цилиндре

На цилиндр приходится 2 впускных клапана  .

1.12 Коэффициент сопротивления впускной системы

Принимаем КВ=2,5.

13. Отношение диаметров горловины впускного клапана и цилиндра

Примем µк=0,4.

14. Тактность двигателя

Для четырехтактных двигателей .

15. Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива

При среднем элементарном составе топлива  для дизельных топлив.

16. Степень сжатия

Принимаем .

17. Отношение давления остаточных газов к давлению перед впускными органами двигателя

Принимаем для расчета r =1,1.

Температура выпускных газов 

Примем

18. Отношение теплоемкости остаточных газов к теплоемкости свежего заряда

Для принятого  величина

19. Коэффициент дозарядки

Принимаем

20. Коэффициент очистки камеры сгорания от остаточных газов

Принимаем

21. Коэффициент остаточных газов

Коэффициент остаточных газов  выбирают при выполнении теплового расчета двухтактного двигателя. Поскольку двигатель четырехтактный, то рассчитывается.

22. Величина подогрева свежего заряда от горячих стенок

Принимаем =25^°.

23. Отклонение показателя политропы сжатия от среднего за процесс сжатия показателя адиабаты

Примем  .

24. Коэффициент использования тепла к моменту достижения максимального давления цикла

Для дизелей с неразделенными камерами сгорания принимаем максимальное значение

25. Максимальное значение коэффициента использования тепла

Принимаем

26. Максимальное давление рабочего цикла

Примем .

27. Коэффициент полноты индикаторной диаграммы

Принимаем

28. Коэффициенты для определения среднего давления механических потерь

Для дизельных двигателей с  неразделенными камерами сгорания коэффициенты составляют и .

 

 

2. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ

2.1. Расчет параметров процесса газообмена

.          

Степень повышения давления в компрессоре

     

Значение  определяем методом пробных подстановок. Расчет ведем до расхождения 0,005.

После ряда подстановок  искомое значение для  найдено и составило

        

     

          Берем водо-воздушный охладитель

=365 К

 

Давление перед впускными органами двигателя, МПа

          

Температура перед впускными органами

                                                                         

∆Т=63-0,15

∆Т=63-0,15*369,94= 7,509  К

Потери давления за счет сопротивления  впускной системы и затухания  скорости движения заряда в цилиндре, Мпа

                                        

Давление в конце впуска, Мпа

                                                                                                  

Давление остаточных газов, Мпа

                                                                                                           

Коэффициент наполнения.

Для четырехтактных двигателей с продувкой камеры сжатия и дозарядкой

                                                                

Коэффициент остаточных газов  для четырехтактных двигателей

                                                                                    

Температура в конце  впуска, К

                                                                             

2.2. Расчет процесса сжатия

Показатель адиабаты сжатия

                                                    

Величину определяем методом пробных подстановок до расхождения 0,001.

После ряда подстановок величина была подобрана и составила

  

  

 

Показатель политропы сжатия

                                                                                            

Давление в конце процесса сжатия, Мпа

                                                                                                

Температура в конце процесса сжатия, К

                                                                                             

Средняя мольная теплоемкость при  сжатии, кДж/кмоль×кг топл

                                                                     

2.3. Расчет параметров в начале процесса расширения

Количество свежего заряда для  дизелей, кмоль/кг топлива

                                                                                                   

Количество продуктов сгорания для дизелей, кмоль/кг топлива

                                                                                     

Теоретический коэффициент молекулярного изменения

                                                                                                    

Действительный коэффициент молекулярного  изменения

                                                                                               

Коэффициент молекулярного изменения  в точке Z индикаторной диаграммы

                                                                                        

 

 

 

 

Степень повышения давления при  сгорании в дизелях

                                                                                                       

Максимальная температура сгорания в дизелях, К

        

Степень предварительного расширения

                                                                                            

Степень последующего расширения

                                                                                                         

Показатель политропы расширения для дизельного двигателя

        

Расчет производим методом пробных подстановок до расхождения 0,001. В результате многократных подстановок было получено значение показателя политропы процесса расширения

 

Температура в конце процесса расширения для дизельного двигателя

                                                                                                

Давление в конце процесса расширения для дизельного двигателя

                                                                                                  

Давлением и температурой выпускных газов задаемся. Точность выбора указанных величин проверяется по формуле

                                                                                         

Задавались температурой выпускных  газов 

Относительная ошибка не должна превышать 15 %

                                                                                        

Среднее индикаторное давление расчетного цикла для дизельных двигателей

       

Среднее индикаторное давление действительного  цикла четырехтактных двигателей

                                                                                                  

Индикаторный КПД

                                                                                    

Удельный индикаторный расход топлива, г/кВт×ч

                                                                                            

Среднее давление механических потерь

                                                   

Среднее эффективное давление

                                                                                            

Эффективный КПД двигателя

                                                                                                     

Удельный эффективный расход топлива, г/кВт×ч

                                                                                           

Расчетная мощность получилась не ниже заданной. Тепловой расчет завершен.  
Список литературы