Транспортные двигатели

Введение

Во второй половине XIX века произошли события, приведшие впоследствии к появлению наиболее массового средства передвижения – автомобиля. В 1860г. французский механик Этьен Ленуар создал первый двигатель внутреннего сгорания. Однако этот двигатель во многом уступал паровым машинам того времени. Существенно повысить его эффективность удалось механику из Кельна Августу Отто, построившему в 1862г. четырехтактный двигатель внутреннего сгорания со сжатием горючей смеси.

Отто понадобилось 15 лет, чтобы сконструировать работоспособный двигатель. Однако этот двигатель работал на газе, был тихоходным и тяжелым, из-за чего получил применение лишь в стационарных условиях. Только перевод двигателя внутреннего сгорания на жидкое топливо открыл ему широкую дорогу на транспорте. Такой двигатель был создан в 1881г. техническим директором завода Отто в г. Дойце Готтлибом Даймлером.

Претерпев значительные конструктивные изменения, постоянно совершенствуясь, двигатели Отто с принудительным искровым воспламенением и до настоящего времени остались наиболее массовой силовой установкой автомобиля.

В данной контрольной работе необходимо рассмотреть тепловой расчет автомобильного двигателя, определить основные параметры рабочего процесса двигателя. Также необходимо определить индикаторные и эффективные показатели работы двигателя и построить индикаторную диаграмму.

Исходные данные для выполнения контрольной работы приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Исходные данные

Тип двигателя	дизельный
Степень сжатия, ε	14,5
Максимальное давление, P z , МПа	6,7
Частота вращения коленчатого вала двигателя, n , об/мин	3800
Число цилиндров двигателя, i	6
Диаметр цилиндра, dц ,м	0,095
Ход поршня, S , м	0,102
Длина шатуна, l ш , м	0,26

1 Расчет объема камеры сгорания

Объем камеры сгорания определяется по формуле:

, (1.1)

где V_c – объем камеры сгорания двигателя, м³ ;

V_h – рабочий объем цилиндра, м³ ;

e – степень сжатия; e = 14,5.

Рабочий объем цилиндра определяется по формуле:

, (1.2)

где F_п – площадь поршня, м² ;

S – ход поршня, S = 0,102 м.

F _п = πD ² / 4,(1.3)

где D – диаметр поршня, D = 0,095 м.

Площадь поршня согласно формуле (1.3) составит:

F _п = 3,14 · 0,095² / 4 = 0,708 · 10^{– 2} м² .

Рабочий объем цилиндра согласно формуле (1.2) равен:

V_h = 0,708 · 10^{– 2} × 0,102 = 0,723 · 10^{– 3} м³ .

Объем камеры сгорания равен:

V_c = 0,723 · 10^{– 3} / (14,5 – 1) = 0,054 · 10^{– 3} м³ .

Объем цилиндра в точках "а " и "b " индикаторной диаграммы для четырехтактного двигателя:

, (1.4)

где V _а ,V _в – объем цилиндра в точках "а " и "b " индикаторной диаграммы

соответственно.

V_а = V_в = 0,054 · 10^{– 3} + 0,723 · 10^{– 3} = 0,777 · 10^{– 3} м³ .

2 Расчет процесса наполнения

Давление в цилиндре в конце процесса наполнения для четырехтактных ДВС без наддува можно ориентировочно принять:

Р_а = (0,85 – 0,9) Р_о , (2.1)

где Р _о – атмосферное давление воздуха, МПа. Для стандартных атмосферных

условий Р_о = 0,101 МПа [2].

Р_а = 0,87 · 0,101 = 0,088 МПа.

Температура заряда в конце процесса наполнения определяется по формуле:

(2.2)

где Т _о – температура воздушного заряда на входе в двигатель, Т _о = 293 К [2];

Dt – подогрев рабочего тела в цилиндре от стенок в конце наполнения,

Dt = 15 °C [2];

Т_r – температура выпускных газов, Т_r = 800 К [2];

g_r – коэффициент остаточных газов, g_r = 0,05 [2].

Коэффициент наполнения цилиндра определяется по формуле:

(2.3)

3 Расчет параметров сжатия рабочего тела в цилиндре

Давление и температура в конце сжатия определяется по формуле:

(3.1)

(3.2)

где n ₁ – показатель политропы сжатия, n ₁ = 1,35 [2].

4 Расчет процесса сгорания

Количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива, определяется по формуле:

(4.1)

где – элементарный состав соответственно углерода, водорода и

кислоро

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать