На наземному транспорті найбільшого поширення набули двигуни внутрішнього згоряння. Ці двигуни відрізняються компактністю, високою економічністю, довговічністю і застосовуються у всіх галузях народного господарства.
В даний час особлива увага приділяється зменшенню токсичності що викидаються в атмосферу шкідливих речовин і зниження рівня шуму роботи двигунів.
Специфіка технології виробництва двигунів і підвищення вимог до якості двигунів при зростаючому обсязі їх виробництва, зумовили необхідність створення спеціалізованих моторних заводів. Успішне застосування двигунів внутрішнього згоряння, розробка досвідчених конструкцій і підвищення потужностних та економічних показників стали можливими значною мірою завдяки дослідженням і розробці теорії робочих процесів у двигунах внутрішнього згоряння.
Виконання завдань з виробництва і експлуатації транспортних двигунів вимагає від фахівців глибоких знань робочого процесу двигунів, знання їх конструкцій і розрахунку двигунів внутрішнього згоряння.
Розгляд окремих процесів в двигунах і їх розрахунок дозволяють визначити передбачувані показники циклу, потужність і економічність, а також тиск газів, що діють в надпоршневомупросторі циліндра, залежно від кута повороту колінчастого валу. За даними розрахунку можна встановити основні розміри двигуна (Діаметр циліндра і хід поршня) і перевірити на міцність його основні деталі.
2. ЗАВДАННЯ НА КУРСОВИЙ ПРОЕКТ.
По заданих параметрах двигуна призвести тепловий розрахунок, за результатами розрахунку побудувати індикаторну діаграму, визначити основні параметри поршня і кривошипа. Розібрати динаміку кривошипно-шатунного механізму визначити радіальні, тангенціальні, нормальні і сумарні набігають сили діють на кривошипно-шатунний механізм. Побудувати графік середніх що крутять моментів.
Прототипом двигуна по заданих параметрах може служити двигун ЗІЛ-164.
ТАБЛИЦЯ 1. Параметри двигуна.
Номінальна потужність КВт. Число циліндрів Розташування циліндрів. Тип двигуна. Частота обертання К.В. Ступінь стиснення. Коефіцієнт надлишку повітря
90 6 Послідовне. Карбюратор. 5400 8, .2 0,95
3. ТЕПЛОВОЇ РОЗРАХУНОК ДВИГУНА.
При проведенні теплового розрахунку необхідно правильно вибрати вихідні дані та досвідчені коефіцієнти, що входять до деяких формули. При цьому потрібно враховувати швидкісний режим і інші показники, що характеризують умови роботи двигуна.
ПАЛИВО:
Ступінь стиснення = 8,2. Допустиме використання бензину АІ-93 (октанове число = 81 90). Елементарний склад рідкого палива прийнято виражати в одиницях маси. Наприклад в одному кілограмі міститься С = 0,855, Н = 0,145, де Від - кисень; С-вуглець; Н - водень. Для 1кг. рідкого палива, що складається з часток вуглецю, водню, і кисню, за відсутності сірки можна записати: С + Н + Від = 1 кг.
ПAРАМЕТРИ РОБОЧОГО ТІЛА:
Визначення теоретично необхідної кількості повітря при повному згорянні рідкого палива. Найменша кількість кисню Оо, яке необхідно підвести ззовні до палива для повного його окислення, називається теоретично необхідною кількістю кисню. У двигунах внутрішнього згоряння необхідний для згоряння кисень міститься в повітрі, який вводять в циліндр під час впуску. Знаючи, що кисню в повітрі за масою 0,23%, а за обсягом 0,208%, отримаємо теоретично необхідну кількість повітря для згоряння 1кг палива:
кг.
кмоль.
Справжнє кількість повітря, що бере участь у згорянні 1 кг. палива при = 0,9: lo = 0.9 * 14.957 = 13.461 кг; Lo = 0,9 * 0,516 = 0,464. При молекулярній масі парів палива т = 115 кмоль, знайдемо сумарна кількість свіжої суміші:
М1 = 1 / т + Lo = 1/115 +0,464 = 0,473 кмоль.
При неповному згорянні палива ( 1) продукти згоряння представляють собою суміш окису вуглецю (СО), вуглекислого газу (СО2), водяної пари (Н2О), вільного водню (Н2), і азоту (N2). Кількість окремих складових продуктів згорання і їх сума при К = 0,47 (постійна залежна від відношення кількості водню до окису вуглецю, що містяться в продуктах згоряння).:
Мсо = 2 * 0,21 * [(1 - ) / (1 + K)] * Lo = 0,42 * (0,1 / 1,47) * 0,516 = 0,0147 кмоль.
МСО2 = С/12- Мсо = 0,855 / 12-0,0147 = 0,0565 кмоль.
МН2 = К * Мсо = 0,47 * 0,0147 = 0,00692 кмоль.
МН2О = Н / 2 - МН2 = 0,145 / 2-0,00692 = 0,06558 кмоль.
Мn2 = 0,792 * Lo = 0,792 * 0,9 * 0,516 = 0,368 кмоль.
Сумарна кількість продуктів згоряння:
М2 = 0,0147 +0,0565 +0,00692 +0,06558 +0,368 = 0,5117 кмоль.
Перевірка: М2 = С/12 + Н / 2 +0,792 * Lo = 0,855 / 12 +0,145 / 2 +0,792 * 0,9 * 0,516 = 0,5117.
Тиск і температура навколишнього середовища: Pk = Po = 0.1 (МПа) і Tk = To = 293 (К), а прирощення температури в процесі підігріву заряду Т = 20о С. Температура залишкових газів: Тr = 1030o К. Тиск залишкових газів на номінальному режимі визначимо за формулою: PrN = 1.16 * Po = 1,16 * 0,1 = 0,116 (МПа).
, Де
РrN - тиск залишкових газів на номінальному режимі, nN - частота обертання колінчастого вала на номінальному режимі рівне 5400 об / хв. Звідси отримаємо:
Рr = Р0 (1,035 + Ар 10-8 n2) = 0,1 (1,035 +0,42867 10-8 54002) = 0,1 (1,035 +0,125) = 0,116 (МПа)
|
