ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту (работе) по _____________________________________

_________________________________________________________________

на тему __________________________________________________________

_________________________________________________________________

Автор проекта (работы):  ____________________________________________

Специальность  ____________________________________________________

Обозначение курсового проекта (работы): _________________ группа______

Руководитель проекта  ______________________________________________

 

Проект (работа) защищен(а) _______________________ Оценка___________

 

Члены комиссии __________________________   _____________________

                         __________________________   _____________________

                            __________________________   _____________________

 

Тверь 2019г.

МИНОБРНАУКИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение  высшего образования

Тверской государственный технический университет

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Студент Тарасов С.Ю.  код         группа НТС-16.09           .

1. Тема     «расчёт двигателя»                                                 .

2. Срок предоставления проекта к защите                                 .

3. Исходные данные проектирования Тип – бензиновый, N_t =54кВт, n =5800 об/мин, 4Р, S =70 мм, D =82 мм,                . g_e =208,7 г/кВт*ч                                                                        .

4. Содержание пояснительной записки:

4.1.   Тепловой расчёт двигателя

4.2.   Построение скоростной характеристики     

4.3.   Кинематический расчёт

4.4.   Динамический расчёт

 

5. Перечень графического материала:

5.1.  Лист 1: А1, характеристика тепловая;

5.2.  Лист 2: А1, характеристики динамические.

 

Руководитель проекта                                                       Крылов К.С.         .      

Задание принял к исполнению                                        Тарасов С.Ю.    .                                             

Содержание

Тепловой расчёт.

Скоростная характеристика.

Кинематический расчёт кривошипно – шатунного механизма.

Динамический расчёт кривошипно – шатунного механизма.

 

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ

Тепловой расчет позволяет аналитическим путем с достаточной степенью точности 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 важнейшие положения, необходимые для выбора исходных параметров, используемых 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 – от 15 до 500 кВт.

Частота вращения коленчатого вала характеризует тип двигателя и его динамические качества. На протяжении длительного времени существовала тенденция к повышению частоты вращения коленчатого вала, в результате чего 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 1960–80-х гг. частота вращения коленчатого вала двигателей практически стабилизировалась, а для отдельных типов автомобильных двигателей даже снизилась. Однако применение бензиновых двигателей с впрыском топлива во впускную систему и непосредственно в цилиндр позволило значительно увеличить 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 S 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, уменьшаются 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 отношением хода поршня к диаметру цилиндра. Обычно S/D составляет 0,8…1,1. Для автомобильных дизелей S/D принимается равным 0,9…1,2, т. е. близким к единице; 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 абсолютное большинство тракторных двигателей 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, ηe) 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 дизеля производится для режима номинальной мощности, 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) расчет индикаторных и эффективных показателей двигателя;

4) подбор диаметра цилиндра и хода поршня;

5) построение индикаторной диаграммы и скоростной характеристи-ки двигателя.