![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Введение. Методические указания к выполнению курсовых проектовСтр 1 из 26Следующая ⇒
Расчет двигателя
Методические указания к выполнению курсовых проектов
Тверь 2014 СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Современные поршневые двигатели внутреннего сгорания достигли высокой степени совершенства, продолжая тенденцию непрерывного роста удельных (литровой и поршневой) мощностей, снижения удельной материалоемкости, токсичности отработанных газов, снижения удельных расходов топлива и масел, повышения надежности и долговечности. Анализ тенденций развития конструкций тракторов и автомобилей показывает большую перспективность применения поршневых двигателей в ближайшие 15...20 лет. От будущего специалиста в области сервиса транспортных машин требуется широкий научный и технический кругозор, умение с наибольшим экономическим эффектом использовать современную. Важным элементом подготовки инженеров данного направления является курсовая работа по разделу «Расчет двигателя». Цель курсовой работы состоит в овладении методикой и навыками самостоятельного решения по проектированию и расчету автотракторных двигателей внутреннего сгорания на основе приобретенных знаний при изучении курсов «Рабочие процессы энергетических установок» и «Прикладные расчеты автомобильных двигателей». Перед выполнением курсовой работы следует изучить конструкцию заданного прототипа двигателя и его технико-экономические показатели.
Указания по оформлению пояснительной записки
Пояснительную записку пишут чернилами на одной стороне листов формата А4. Записка должна иметь объем 25…30 страниц. Не допускаются длинные рассуждения, повторение известных доказательств, обширные выписки из учебников и других трудов. В тексте обязательны ссылки на литературные источники. Ссылки на литературу в тексте сопровождается порядковым номером, под которым этот источник включен в указатель. Номер источника в тексте заключается в квадратные скобки. В пояснительной записке приводят графики, которые выполняют карандашом на миллиметровой бумаге (индикаторная диаграмма, внешняя скоростная характеристика и т.д.). На всех графиках по осям координат обязательно проставляют условные обозначения и размерность величин. Чертежи выполняют карандашом на чертежной бумаге формата А1. В соответствии с требованиями ЕСКД. Расчеты выполняются только в Международной системе единиц (СИ). Соотношения между единицами системы СИ и МКГСС представлены в приложении 11.
При выполнении расчетов двигателя необходимо соблюдать следующую точность вычислений:
1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ
Тепловой расчет позволяет с достаточной степенью точности аналитическим путем определить основные параметры вновь проектируемого двигателя, а также проверить степень совершенства действительного цикла реально работающего двигателя. В данном учебном пособии основное внимание уделено расчету вновь проектируемого двигателя. В связи с этим приводятся основные положения, необходимые для выбора исходных параметров, которые используются при выполнении как теплового, так и последующих расчетов двигателя. Мощность и частота вращения коленчатого вала. При расчете двигателя обычно задаются величиной номинальной мощности или определяют ее с помощью тяговых расчетов. Номинальной мощностью (Ne) называют эффективную мощность, гарантируемую заводом-изготовителем для определенных условий работы. В автомобильных и тракторных двигателях номинальная мощность равна максимальной мощности при номинальной частоте вращения коленчатого вала. Выбор или задание номинальной мощности определяется, прежде всего, назначением двигателя (для легкового или грузового автомобилей, трактора); его типом (бензиновый-карбюраторный или двигатель с впрыском топлива, газовый, дизель); условиями эксплуатации и т.д. Мощность современных автомобильных и тракторных двигателей колеблется в очень широких пределах - 15…500 кВт. Другим важнейшим показателем двигателя является частота вращения коленчатого вала, характеризующая тип двигателя и его динамические качества. На протяжении длительного времени существовала тенденция повышения частоты вращения коленчатого вала. Результатом этого являлось снижение основных размеров двигателя, его массы и габаритов. Однако с увеличением частоты вращения возрастают инерционные силы, ухудшается наполнение цилиндров, возрастает токсичность продуктов сгорания, повышается износ деталей и узлов двигателя, снижается его срок службы. В связи с этим в 60…80-х годах частота вращения коленчатого вала двигателей практически стабилизировалась, а для отдельных типов автомобильных двигателей даже снижалась. Однако применение бензиновых двигателей с впрыском топлива во впускную систему и непосредственно в цилиндр позволило значительно увеличивать частоту вращения коленчатого вала при снижении токсичности отработавших газов. Размеры цилиндра (диаметр и ход поршня) являются основными конструктивными параметрами двигателя. Диаметр D (мм) цилиндра современных автомобильных и тракторных двигателей изменяется в достаточно узких пределах 60…150 мм и в основном зависит от типа и назначения двигателя: Ход поршня обычно характеризуется относительной величиной S/D, непосредственно связанной со скоростью поршня. В зависимости от величины S/D различают двигатели короткоходные (S/D < 1) и длинноходные (S/D> 1). При переходе к короткоходным двигателям снижается высота двигателя и его масса, увеличивается индикаторный КПД и коэффициент наполнения, уменьшается скорость поршня и износ деталей двигателя. В то же время снижение величины S/D приводит к более высокому давлению газов на поршень, ухудшению условий смесеобразования и увеличению габаритной длины двигателя. Современные бензиновые двигатели проектируются с невысоким 1 отношением S/D. Обычно S/D - 0, 8…1, 1. Для автомобильных дизелей отношение хода поршня к диаметру цилиндра принимается 1 близким к единице (S/D = 0, 9…1, 2). Большинство же дизелей имеют S/D > 1. Для тракторных дизелей S/D = 1, 1…1, 3. Скорость поршня VП.СР является критерием быстроходности двигателя. В зависимости от величины VП.СР двигатели подразделяют на тихоходные (VП.СР < 6, 5 м/с) и быстроходные (VП.СР > 6, 5 м/с). Все автомобильные и почти все тракторные двигатели являются быстроходными, так как имеют VП.СР > 6, 5 м/с. С увеличением скорости поршня возрастают механические потери, повышается тепловая напряженность деталей, сокращается срок службы двигателя. В связи с этим увеличение средней скорости поршня неразрывно связано с необходимостью повышения долговечности деталей, применения более совершенных материалов в двигателестроении и улучшения качества применяемых масел. На основе установленных или заданных исходных данных (тип двигателя, мощность Ne, частота вращения коленчатого вала n, число i и расположение цилиндров, отношение S/D, степень сжатия ε) проводят тепловой расчет двигателя, в результате которого определяют его основные энергетические (ре, Nе), экономические (gе, η e) и конструктивные (D, S, VЛ) параметры. По результатам теплового расчета строят индикаторную диаграмму. Параметры, полученные в тепловом расчете, используются при построении скоростной характеристики и являются исходными при проведении динамического и прочностных расчетов. В процессе теплового расчета должны быть определены параметры состояния рабочего тела, соответствующие характерным точкам цикла, индикаторные и эффективные показатели двигателя, диаметр цилиндра и ход поршня. По результатам теплового расчета должна быть построена индикаторная диаграмма. Данные теплового расчета используются при построении скоростной характеристики двигателя. Тепловой расчет производится для режима номинальной мощности дизеля, а карбюраторного двигателя, работающего с ограничителем – для режима максимальной мощности. Последовательность выполнения теплового расчета: 1. выбор и обоснование исходных данных к расчету; 2. определение параметров состояния рабочего тела; 3. определение индикаторных и эффективных показателей двигателя;, 4. определение диаметра цилиндра и хода поршня; 5. построение индикаторной диаграммы и скоростной характеристики двигателя.
|