Розрахунок автомобільного двигуна

Вступ

Впровадження досягнень науково-технічного прогресу в автомобілебудуванні та на автомобільному транспорті вимагає творчого підходу до вирішення наукових і практичних завдань, які стоять перед робітниками цих галузей, що в свою чергу передбачає необхідність підвищення якості підготовки і перепідготовки кадрів для них. В області розвитку і удосконалення автомобільних двигунів основними задачами на сучаснім етапі являється:

зниження паливної економічності;

питомої маси;

вартості їх виготовлення і експлуатації;

боротьба з токсичними викидами в атмосферу;

зниження шуму при експлуатації двигунів.

Виконання цих задач вимагає від спеціалістів, пов’язаних з виробництвом та експлуатацією автомобільних двигунів, глибоких знань теорії, конструкції та розрахунку двигунів внутрішнього згоряння.

Важливим чином у придбанні даних знань, що базуються на основних теоретичних положеннях дисципліни «Автомобільні двигуни».

Курс «Автомобільні двигуни» є одним з базових у справі підготовки інженерно-технічних працівників автомобільного транспорту.

Сучасна автомобільна силова установка (автомобільний двигун) являє собою одну з найскладніших машин, здатних перетворювати теплоту, що виділяється при згорянні палива, у механічну роботу. Процеси згоряння, виділення теплоти і перетворення її в механічну роботу продуктами згоряння відбувається у середині двигуна. Звідси й назва – двигуни внутрішнього згоряння (ДВЗ).

1. Хімічні реакції при горінні палива

1.1 Теоретично необхідна кількість повітря для згоряння 1 кг палива

, кг.повітря/кг.палива.

l₀ = кг.повітря/кг.палива.

Склад палива: бензинів – С = 0,855; Н = 0,145; О = 0; дизельного палива – С = 0,870; Н = 0,126; О = 0,004. Вид палива повинен відповідати прототипу двигуна, що заданий у таблиці вихідних параметрів.

1.2 Теоретично необхідна кількість повітря для згоряння палива

, кмоль.повітря/кг.палива.

L₀ = кмоль.повітря/кг.палива.

1.3 Коефіцієнт надлишку повітря a у режимі номінальної потужності приймають за таблицею вихідних параметрів α =0.84

Кількість свіжого заряду

,

кмоль свіжого заряду/кг.палива. M₁ =0.84·0.5179=0.4350 кмоль свіжого заряду/кг.палива.

1. 4 Кількість двоокису вуглецю (СО₂ ) у продуктах згоряння

за умови:

a<1, , кмоль/кг.палива,

M_CO2 = кмоль/кг.палива,

де ;

для нафтових рідких паливк = 0,45...0,53.

1. 5 Кількість окису вуглецю (СО) у продуктах згоряння

за умови:

a<1, , кмоль/кг.палива.

M_CO = кмоль/кг.палива.

1. 6 Кількість водяної пари (Н₂ О) у продуктах згоряння

за умови:

a<1, , кмоль/кг палива. M_H2O = кмоль/кг палива.

1. 7 Кількість водню (Н₂ ) у продуктах згоряння

за умови:

a<1, , кмоль/кг палива.

M_H2 = кмоль/кг палива.

1. 8 Кількість кисню (О₂ ) у продуктах згоряння

за умови:

a<1, , кмоль/кг.палива.

1. 9 Кількість азоту (N₂ ) у продуктах згоряння

, кмоль/кг.палива.

M_N2 = кмоль/кг.палива.

1.1 0 Загальна кількість продуктів згоряння рідкого палива

, кмоль/кг.палива.

M₂ = кмоль/кг.палива.

1.1 1 Зміна кількості робочого тіла при згорянні палива

, кмоль/кг.палива.

∆M= кмоль/кг.палива.

1.12 Коефіцієнт молекулярної зміни паливної суміші

.

1.1 3 Нижча теплота згоряння рідкого палива за формулою Менделєєва

, кДж/кг.палива. H_u = кДж/кг.палива.

Вміст сірки S та вологи W у паливі приймають рівними 0.

1.1 4 Хімічна неповнота згоряння за умови:

a<1, , кДж/кг палива.

∆H_u = кДж/кг палива.

1.1 5 Теплота згоряння паливної суміші

, кДж/кмоль пал.суміші.

H_{пал.сум} = кДж/кмоль пал.суміші.

2. Розрахунок процесів дійсного циклу

2.1 Тиск навколишнього середовища для розрахунків

Р₀ = 0,10 МПа.

2.2 Температура навколишнього середовища для розрахунків

Т₀ = 293 К.

2.3 Тиск середовища, звідки повітря надходить у циліндр.У випадку відсутності наддуву

Р_к = Р₀ .

2.4 Температура середовища, звідки повітря надходить у циліндр

При відсутності наддуву

Р_к = Р₀ , а Т_к = Т₀

2.5 Тиск залишкових газів у циліндрі двигуна перед початком процесу наповнення:

при відсутності наддуву

, МПа;

P_r = МПа

2.6 Температуру залишкових газів

T_r =1065 K

2.7 Густина заряду при наповненні:

при відсутності наддуву

,кг/м³ ;

кг/м³