Узнать стоимость написания работы
Оставьте заявку, и в течение 5 минут на почту вам станут поступать предложения!
Реферат

Реферат по предмету "Технологии"


Рабочие процессы и экологическая безопасность автомобильных двигателей

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ СЕВЕРО - ЗАПАДНЫЙ ЗАОЧНЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ КАФЕДРА АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА КУРСОВАЯ РАБОТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ г. ЗАПОЛЯРНЫЙ 1998 г. 1. ВведенИЕ

Стр.2. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ВЫБОР АНАЛОГА ДВИГАТЕЛЯ Стр.3. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ. Стр.3.1 ПРОЦЕСС ВПУСКА Стр.3.2 ПРОЦЕСС СЖАТИЯ Стр.3.3 ПРОЦЕСС СГОРАНИЯ Стр.3.4 ПРОЦЕСС РАСШИРЕНИЯ Стр.3.5 ИНДИКАТОРНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РАБОЧЕГО ЦИКЛА ДВИГАТЕЛЯ.

Стр.3.6 ЭФФЕКТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДВИГАТЕЛЯ . Стр.3.7 ПОСТРОЕНИЕ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ. Стр.4. ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ. Стр.4.1 КИНЕМАТИКА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА. Стр.4.2 ПОСТРОЕНИЕ РАЗВЕРНУТОЙ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ. Стр. 4.3 РАСЧЕТ РАДИАЛЬНОЙ

N , НОРМАЛЬНОЙ Z И ТАНГЕНЦИАЛЬНОЙ СИЛ ДЛЯ ОДНОГО ЦИЛИНДРА. Стр.4.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНЫХ НАБЕГАЮЩИХ ТАНГЕНЦИАЛЬНЫХ СИЛ И СУММАРНОГО НАБЕГАЮЩЕГО КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА. Стр.5. ВЫВОДЫ. Стр.6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. Стр.1. ВВЕДЕНИЕ . На наземном транспорте наибольшее распространение получили двигатели внутреннего сгорания.

Эти двигатели отличаются компактностью, высокой экономичностью, долговечностью и применяются во всех отраслях народного хозяйства. В настоящее время особое внимание уделяется уменьшению токсичности выбрасываемых в атмосферу вредных веществ и снижению уровня шума работы двигателей . Специфика технологии производства двигателей и повышение требований к качеству двигателей при возрастающем объеме их производства , обусловили необходимость создания специализированных моторных заводов .

Успешное применение двигателей внутреннего сгорания , разработка опытных конструкций и повышение мощностных и экономических показателей стали возможны в значительной мере благодаря исследованиям и разработке теории рабочих процессов в двигателях внутреннего сгорания . Выполнение задач по производству и эксплуатации транспортных двигателей требует от специалистов глубоких знаний рабочего процесса двигателей , знания их конструкций и расчета двигателей внутреннего сгорания

. Рассмотрение отдельных процессов в двигателях и их расчет позволяют определить предполагаемые показатели цикла , мощность и экономичность , а также давление газов , действующих в надпоршневом пространстве цилиндра , в зависимости от угла поворота коленчатого вала . По данным расчета можно установить основные размеры двигателя диметр цилиндра и ход поршня и проверить на прочность его основные детали . 2. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ

ПРОЕКТ . По заданным параметрам двигателя произвести тепловой расчет , по результатам расчета построить индикаторную диаграмму , определить основные параметры поршня и кривошипа . Разобрать динамику кривошипно-шатунного механизма определить радиальные , тангенциальные , нормальные и суммарные набегающие силы действующие на кривошипно-шатунный механизм . Построить график средних крутящих моментов . Прототипом двигателя по заданным параметрам может служить

двигатель ЗИЛ-164 . ТАБЛИЦА 1. Параметры двигателя . Номинальная мощность КВт.Число цилиндровРасположение цилиндров .Тип двигателя .Частота вращения К.В.Степень сжатия .Коэффициент избытка воздух906Карбюратор.54008 20,3. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ . При проведении теплового расчета необходимо правильно выбрать исходные данные

и опытные коэффициенты , входящие в некоторые формулы . При этом нужно учитывать скоростной режим и другие показатели , характеризующие условия работы двигателя . ТОПЛИВО Степень сжатия 8,2 . Допустимо использование бензина АИ-93 октановое число 8190 . Элементарный состав жидкого топлива принято выражать в единицах массы . Например в одном килограмме содержится С 0,855 , Н 0,145 , где

От - кислород С- углерод Н - водород . Для 1кг. жидкого топлива , состоящего из долей углерода , водорода , и кислорода , при отсутствии серы можно записать СНОт 1 кг . ПAРАМЕТРЫ РАБОЧЕГО ТЕЛА Определение теоретически необходимого количества воздуха при полном сгорании жидкого топлива . Наименьшее количество кислорода Оо , которое необходимо подвести извне к топливу для полного его окисления , называется теоретически

необходимым количеством кислорода . В двигателях внутреннего сгорания необходимый для сгорания кислород содержится в воздухе , который вводят в цилиндр во время впуска . Зная , что кислорода в воздухе по массе 0,23 , а по объему 0,208 , получим теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива кг. кмоль. Действительное количество воздуха , участвующего в сгорании 1 кг. топлива при 0,9 lo 0.914.957 13.461

кг Lo 0,9 0,516 0,464 . При молекулярной массе паров топлива т 115 кмоль , найдем суммарное количество свежей смеси М1 1 т Lo 11150,464 0,473 кмоль. При неполном сгорании топлива 1 продукты сгорания представляют собой смесь окиси углерода СО , углекислого газа СО2 , водяного пара Н2О , свободного водорода Н2 , и азота N2 . Количество отдельных составляющих продуктов сгорания и их сумма при К0,47 постоянная зависящая от отношения количества водорода к окиси углерода , содержащихся

в продуктах сгорания. Мсо 20,211-1KLo 0,420,11,470,516 0,0147 кмоль. МСО2 С12- Мсо 0,85512-0,0147 0,0565 кмоль. МН2 К Мсо 0,470,0147 0,00692 кмоль. МН2О Н2 - МН2 0,1452-0,00692 0,06558 кмоль. МN2 0,792Lo 0,7920,90,516 0,368 кмоль. Суммарное количество продуктов сгорания М2 0,01470,05650,006920,065580,368 0,5117 кмоль. Проверка М2 С12Н20,792Lo 0,855120,14520,7920,90,516 0,5117 .

Давление и температура окружающей среды PkPo0.1 МПа и TkTo 293 К , а приращение температуры в процессе подогрева заряда Т 20о С . Температура остаточных газов Тr 1030o К . Давление остаточных газов на номинальном режиме определим по формуле PrN 1.16Po 1,160,1 0,116 МПа где РrN - давление остаточных газов на номинальном режиме , nN - частота

вращения коленчатого вала на номинальном режиме равное 5400 обмин. Отсюда получим РrР0 1,035 Ар10-8 n2 0,11,0350,4286710-854002 0,11,0350,1250,116 Мпа 3.1 ПРОЦЕСС ВПУСКА . Температура подогрева свежего заряда Т с целью получения хорошего наполнения двигателя на номинальном скоростном режиме принимается ТN 10о С . Тогда Т Ат 110-0,0125n 0,23533110-0,01255400 10о

С . Плотность заряда на впуске будет , где Р0 0,1 Мпа Т0 293 К В - удельная газовая постоянная равная 287 Дж.кгград. 0 0,1106287293 1,189 кгм3. Потери давления на впуске Ра , в соответствии со скоростным режимом двигателя примем 2вп 3,5 , где - коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом сечении цилиндра , вп - коэффициент впускной системы ,

Ра 2вп Аn2n2k 210-6 , где Аn вп nN , где вп - средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы вп 95 мс , отсюда Аn 955400 0,0176 . k 0 1,189 кгм3 . Ра 3,5 0,1762540021,18910-62 3,50,0003094291600001,18910-6 0,0107 Мпа. Тогда давление в конце впуска составит Ра Р0 - Ра 0,1- 0,0107 0,0893 Мпа. Коэффициент остаточных газов , при

Тк293 К Т 10 С Рr 0,116 Мпа Тr 1000 K Pa 0.0893 Мпа 8,2 , получим r 2931010000,1168,20,0893-0,116 0,057. Коэффициент наполнения К. 3.2 ПРОЦЕСС СЖАТИЯ. Учитывая характерные значения политропы сжатия для заданных параметров двигателя примем средний показатель политропы n 1,37 . Давление в конце сжатия Рс Ра n 0.0893 8.21.37 1,595 Мпа. Температура в конце сжатия Тс Таn-1 340,68,20,37 741,918 742

К. Средняя молярная теплоемкость в конце сжатия без учета влияния остаточных газов mcv 20,161,7410-3Тс 20,161,7410-3742 21,45 Кджкмольград. Число молей остаточных газов Мr rL0 0,950,0570,5160,0279 кмоль. Число молей газов в конце сжатия до сгорания Мс М1Мr 0,4730,0279 0,5кмоль 3.3 ПРОЦЕСС СГОРАНИЯ . Средняя молярная теплоемкость при постоянном объеме для продуктов сгорания жидкого топлива в карбюраторном двигателе при 1 mcв 18,42,615,513,810-4Тz 20,8728,6110-4Тz 20,870,00286Тz

КджкмольК. Определим количество молей газов после сгорания Мz M2Mr 0,51170,0279 0,5396 кмоля . Расчетный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси находится по формуле Мz Mc 0,53970,5 1,08 . Примем коэффициент использования теплоты z 0,8 , тогда количество теплоты , передаваемой на участке lz при сгорании топлива в 1 кг. Q zHu-QH , где Hu - низшая теплотворная способность топлива равная 42700

Кджкг QH 1199501- L0 - количество теплоты , потерянное в следствии химической неполноты сгорания QH 1199501-0,95 0,516 3095 Кджкг , отсюда Q 0,842700-3095 31684 Кджкг. Определим температуру в конце сгорания из уравнения сгорания для карбюраторного двигателя 1 , тогда получим 1,0820,870,00286ТzTz 366360,950,51610,05721,45742 22,4Тz 0,003Тz2 86622 22,4 Тz 0,003 Тz2 - 86622 0 Максимальное давление в конце процесса сгорания теоретическое

Рz PcTz Tc 1,5951,082810742 6,524 Мпа . Действительное максимальное давление в конце процесса сгорания Рzд 0,85Рz 0,856,524 5,545 МПа . Степень повышения давления Рz Рс 6,5241,595 4,09 3.4 ПРОЦЕСС РАСШИРЕНИЯ . С учетом характерных значений показателя политропы расширения для заданных параметров двигателя примем средний показатель политропы расширения n2 1,25 Давление и температура в конце процесса расширения ,52413,8760,4701МПа.

1,71653 К Проверка ранее принятой температуры остаточных газов 1,6 1037 К . Погрешность составит 1001037-10301030 0,68 , эта температура удовлетворяет условия 1,7 . 3.5 ИНДИКАТОРНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РАБОЧЕГО ЦИКЛА . Теоретическое среднее индикаторное давление определенное по формуле 1,163 МПа . Для определения среднего индикаторного давления примем коэффициент полноты индикаторной диаграммы равным и 0,96 , тогда среднее индикаторное давление получим рi 0,96 рi 0,961,163 1,116

МПа . Индикаторный К.П.Д. i pi l0 QH 0 v 1,116 14,9570,942,71,1890,763 0,388 , Qн 42,7 МДжкг. Индикаторный удельный расход топлива gi 3600 QH i 360042,70,388 217 гКВт ч. 3.6 Эффективные показатели двигателя . При средней скорости поршня Сm 15 мс при ходе поршня S 75 мм. и частотой вращения коленчатого вала двигателя n5400 обмин рассчитаем среднее давление механических

потерь Рм АВ Сm , где коэффициенты А и В определяются соотношением SD 0,751 , тогда А0,0395 , В 0,0113 , отсюда Рм 0,03950,011315 0,209 МПа. Рассчитаем среднее эффективное давление ре рi - pм 1,116-0,209 0,907 МПа. Механический К.П.Д. составит м ре рi 0,907 1,116 0 ,812 Эффективный К.П.Д. и эффективный удельный расход топлива е i м 0,3880,812 0,315 ge 3600QH е 360042,70,315 268

гКВт ч Основные параметры цилиндра и двигателя. 1. Литраж двигателя Vл 30 Nе ре n 304900,9075400 2,205 л. 2. Рабочий объем цилиндра Vh Vл i 2,205 6 0,368 л. 3. Диаметр цилиндра D 2103 VhS 21030,3683,14750,5 21030,0395 79,05 мм. 80 мм. 4. Окончательно приняв S 75 мм. и D 80мм. объем двигателя составит

Vл D2Si 4106 3,14640075640 2,26 л. 5. Площадь поршня Fп D2 4 200964 5024 мм2 50,24 см2. 6. Эффективная мощность двигателя Nе ре Vл n 30 0,9072,265400304 92,24 КВт 7. Эффективный крутящий момент Ме 3104 Ne n 300003,1492,245400 163,2 нм 8. Часовой расход топлива Gт Ne ge 10-3 92,2426810-3 92,2426810-324,72 . 9. Удельная поршневая мощность

Nn 4 Ne iD2 492,2463,148080 30,6 3.7 ПОСТРОЕНИЕ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ ДВИГАТЕЛЯ . Индикаторную диаграмму строим для номинального режима двигателя , т.е. при Ne92,24 кВт. И n5400 обмин. Масштабы диаграммы масштаб хода поршня 1 мм. масштаб давлений 0,05 МПа в мм. Величины соответствующие рабочему объему цилиндра и объему камеры сгорания АВ SMs 751,0 75 мм. ОА АВ -1 758,2-1 10,4 мм. Максимальная высота диаграммы точка

Z рz Mp 6,5240,05 130,48 мм. Ординаты характерных точек ра Мр 0,08930,05 1,786 мм. рс Мр 1,5950,05 31,9 мм. рв Мр 0,47010,05 9,402 мм. рr Мр 0,1160,05 2,32 мм. р0 Мр 0,10,05 2 мм. Построение политроп сжатия и расширения аналитическим методом 1. Политропа сжатия Рх Ра Vа Vх n1 . Отсюда Рх Мр РаМрОВОХn1 мм где

ОВ ОААВ 7510,4 85,4 мм. n1 1,377 . ТАБЛИЦА 2. Данные политропы сжатия ТАБЛИЦА 3. Данные политропы расширения . Рх Мр Рв Vв Vхn2 , отсюда Рх Мр рвМрОВОХn2 , где ОВ 85,4 n2 1.25 Рис.1. Индикаторная диаграмма. 4. ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ . Кинематика кривошипно-шатунного механизма .

Sn R- R cos.cos. R11- cos.1 cos где R , тогда Sn R1 4- cos. 4 cos.2 , если 180о то SnS - ходу поршня , тогда 75 R14 14 75 R1.06250.9375 75 2R R 752 37.5 мм.0,0375 м. RLш Lш R 37,50,25 150 мм.15 см. т.к. 0,25 Находим скорость поршня и ускорение в зависимости от угла поворота кривошипа Vп dSndt R sin 2sin2 , jn d2Sndt

R2cos cos2 , Угловую скорость найдем по формуле n30 3,14540030 565,2 радс . ТАБЛИЦА 4 Числовые данные определяющие соотношения 1- sin 2sin2 2- cos cos2 Подставив эти значения в формулы скорости и ускорения и подсчитав результаты занесем их в таблицу 5. ТАБЛИЦА 5. Скорость поршня при различных углах поворота кривошипа.мс Vп012,8920,6521,216,068,310-8,31-16,06-2 1,2-20,65-12,

Vп012,8920,6521,216,068,310-8,31-16,06-2 1,2-20,65-12,89 ТАБЛИЦА 6. Ускорение поршня при различных углах поворота кривошипа . jп14974118724492-2995-7487-8877-8985-887 7-7487- jп14974118724492-2995-7487-8877-8985-887 7-7487-2995449211872 Рис.2 График зависимости скорости поршня от угла поворота кривошипа . Рис. 3 График зависимости ускорения поршня от угла поворота кривошипа .

4.2 ПОСТРОЕНИЕ РАЗВЕРНУТОЙ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ. Отрезок ОО1 составит ОО1 R2 0,253,752 0,47 см. Отрезок АС АС mj 2 R1 0,5 Рz 0,56,524 3,262 МПа Рх 3,2620,05 65,24 мм. Отсюда можно выразить массу движущихся частей Рассчитаем отрезки BD и EF BD - mj 2 R1 0,0002183194510,03751-0,25 -1,959

МПа . EF -3 mj 2 R -30,0002183194510,03750,25 -1,959 МПа . BD EF Рис.4 Развернутая индикаторная диаграмма карбюраторного двигателя. Силы инерции рассчитаем по формуле Рj - mj 2 Rcos cos2 ТАБЛИЦА 7. Силы инерции . Рj-3,25-2.58-0,980,651,6251,9271,951,927 1,6250,65-0,98-2, Pj-3,25-2,58-0,980,651,6251,9271,951,927 1,6250,65-0,98-2,58Расчет радиальной , нормальной и тангенциальной

сил для одного цилиндра Определение движущей силы , где Р0 0,1 МПа , Рдв Рr Pj - P0 , где Рr - сила давления газов на поршень , определяется по индикаторной диаграмме теплового расчета . Все значения движущей силы в зависимости от угла поворота приведены в таблице 8. Зная движущую силу определим радиальную , нормальную и тангенциальную силы N Рдвtg Z Рдв coscos T Рдв sincos ТАБЛИЦА 8. Составляющие силы .

По результатам расчетов построим графики радиальной N рис.5 , нормальной рис.6 , и тангенциальной рис.7 сил в зависимости от угла поворота кривошипа . Рис.5 График радиальной силы N в зависимости от угла поворота кривошипа . Рис 6. График зависимости нормальной силы от угла поворота кривошипа. Рис.7. График тангенциальной силы в зависимости от угла поворота кривошипа 4.4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНЫХ НАБЕГАЮЩИХ ТАНГЕНЦИАЛЬНЫХ СИЛ И СУММАРНОГО НАБЕГАЮЩЕГО КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА . Алгебраическая сумма касательных сил , передаваемых от всех предыдущих по расположению цилиндров , начиная со стороны , противоположной фланцу отбора мощности , называется набегающей касательной силой на этой шейке . В таблице 10 собраны тангенциальные силы для каждого цилиндра в соответствии с работой двигателя и

определена суммарная набегающая тангенциальная сила на каждом последующем цилиндре . Суммарный набегающий крутящий момент будет Мкр Тi Fп R , где Fп - площадь поршня Fп 0,005 м2 , R 0,0375 м радиус кривошипа . Порядок работы поршней в шести цилиндровом рядном двигателе 1-4-2-6-3-5 . Формула перевода крутящего момента Мкр 98100 Fп R

Рис. 8. График среднего крутящего момента в зависимости от угла поворота кривошипа. Определим средний крутящий момент Мкр.ср Мmax Mmin2 Мкр.ср 609,94162,22 386 н м . 5. ВЫВОДЫ. В результате проделанной работы были рассчитаны индикаторные параметры рабочего цикла двигателя , по результатам расчетов была построена индикаторная диаграмма тепловых характеристик. Расчеты динамических показателей дали размеры поршня , в частности его диаметр и ход

, радиус кривошипа , были построены графики составляющих сил , а также график суммарных набегающих тангенциальных сил и суммарных набегающих крутящих моментов. Шестицилиндровые рядные двигатели полностью сбалансированы и не требуют дополнительных мер балансировки . 6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. 1. КОЛЧИН А. И. ДЕМИДОВ В. П. РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЬНЫХ И ТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ. М. Высшая школа, 1980г. 2.

АРХАНГЕЛЬСКИЙ В. М. и другие. АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ. М. Машиностроение, 1967г. 3. ИЗОТОВ А. Д. Лекции по дисциплине Рабочие процессы и экологическая безопасность автомобильных двигателей . Заполярный, 1997г



Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Тварини Волині
Реферат Понятие, виды и цели образования особо охраняемых природных территорий
Реферат Разработка гипотезы продуктов рыночной стратегии для компании "Хонда" в Украине
Реферат Понятие и роль экономического механизма
Реферат Материальная ответственность сторон трудового правоотношения
Реферат Охрана почв от загрязнения
Реферат Понятие права окружающей среды
Реферат Параметры устойчивого развития общества
Реферат Переработка твёрдых отходов
Реферат Переработка отходов
Реферат Поняття глобальної екологічної кризи ХХІ століття
Реферат Организация службы войск и поддержание правопорядка
Реферат Почвы и хозяйства
Реферат Управление финансовым капиталом сельскохозяйственного предприятия СПК им Ленина
Реферат Технико-экономическое обоснование затрат для изготовления люстры Чижевского (на предприятии Казахстана)