2
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1. Расчётно-физическое определение параметров внешней скоростной характеристики транспортного поршневого двигателя
1.1 Расчёт бензинового двигателя
1.2 Расчёт дизельного двигателя
ВВЕДЕНИЕ
Основой силового модуля современных транспортных средств является поршневой двигатель внутреннего сгорания - тепловая машина, преобразующая теплоту сгорания углеводородных топлив в механическую энергию.
В процессе эксплуатации параметры работы двигателя (развиваемые мощность и крутящий момент, массовый и удельный расходы топлива, выброс токсичных и концерогенных веществ с отработавшими газами и др.) существенно ухудшаются и возникает необходимость в автосервисном воздействии на двигатель, то есть в различных регулировках или текущем ремонте его систем и узлов.
Правильность реализованных технологических процессов в сервисе и выбранного инструментария, достаточность квалификационного уровня исполнителей и наличие у них устойчивых навыков выполнения конкретных услуг, а также, в конечном итоге, соответствие автомобиля в целом и отремонтированного двигателя в частности правилам безопасности дорожного движения могут быть проверены, например, путём сравнения ряда замеренных на испытательном стенде и расчётно-теоретических параметров работы двигателя.
Целью работы является закрепление знаний, полученных на лекционных и практических по дисциплине.
Задачами работы являются приобретение навыков расчёта и построения скоростной зависимости бензинового или дизельного двигателя, анализ регулировочных кривых, а также оценка качества выполненных регулировочных и ремонтных воздействий на двигатель.
1. Расчётно-физическое определение параметров внешней скоростной характеристики транспортного поршневого двигателя
1.1 Расчёт бензинового двигателя
В качестве базового принимаем четырёхтактный 4-цилиндровый безнаддувный бензиновый двигатель (плотность воздуха на всасывании Pо=1,21 кг/м3), в котором для стехиометрического сгорания 1 кг топлива требуется 14,95 кг воздуха (L0=14,95 кг/кг).
Таблица 1: Варианты расчёта.
|
Параметры |
Варианты |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
резерв |
||
|
Эффективная мощность двигателя Ne, кВт |
55 |
58 |
60 |
62 |
65 |
62 |
|
|
Частота вращения коленчатого вала в режиме эффективной мощности nN, мин-1 |
5200 |
5250 |
5300 |
5400 |
5500 |
5550 |
|
|
Объём двигателя Vдв, л |
1,35 |
1,40 |
1,45 |
1,50 |
1,55 |
1,60 |
|
|
Ход поршня S, мм |
70 |
70 |
75 |
75 |
80 |
80 |
|
|
Коэффициент избытка воздуха LN на режиме эффективной мощности |
0,90 |
0,90 |
0,92 |
0,91 |
0,91 |
0,90 |
|
|
Удельный эффективный расход топлива на режиме эффективной мощности qeN, г/кВтч |
298 |
297 |
296 |
295 |
294 |
294 |
Для расчёта принимаем вариант - резерв.
Расчёт.
1. Мощность в расчётных точках:
Nex=Ne·nx/nN·(1+nx/nN-(nx/nN)2); кВт
N500=68·500/5550·(1+500/5550-(500/5550)2)= 6,043 кВт
N1000=68·1000/5550·(1+1000/5550-(1000/5550)2)= 12,821 кВт
N2000=68·2000/5550·(1+2000/5550-(2000/5550)2)= 27,492 кВт
N3000=68·3000/5550·(1+3000/5550-(3000/5550)2)=41,837 кВт
N4000=68·4000/5550·(1+4000/5550-(4000/5550)2)=53,679 кВт
N5000=68·5000/5550·(1+5000/5550-(5000/5550)2)=60,843 кВт
N6000=68·6000/5550·(1+6000/5550-(6000/5550)2)=61,152 кВт
2. Эффективный крутящий момент:
Mex=9550· Nex/ nx; Нм
M500=9550· 6,043 / 500 =115,43 Нм
M1000=9550· 12,821/ 1000= 122,444 Нм
M2000=9550· 27,492/ 2000 =131,276 Нм
M3000=9550· 41,837/ 3000= 133,181 Нм
M4000=9550· 53,679/ 4000 =128,158 Нм
M5000=9550· 60,843/ 5000 =116,209 Нм
M6000=9550· 61,152/ 6000 =97,333 Нм
3. Средняя скорость поршня.
Vсрх=333·10-7·S· nx; м/с
V500=333·10-7·80· 500 =1,332 м/с
V1000=333·10-7·80· 1000 =2,664 м/с
V2000=333·10-7·80· 2000=5,328 м/с
V3000=333·10-7·80· 3000=7,992 м/с
V4000=333·10-7·80· 4000=10,656 м/с
V5000=333·10-7·80· 5000 =13,32 м/с
V6000=333·10-7·80· 6000 =15,984 м/с
4. Среднее эффективное давление цикла.
Pex=120· Nex / Vдв ·nx; МН/м2
P500=120·6,043 /1,60·500=0,907 МН/м2
P1000=120·12,821 /1,60·1000=0,962 МН/м2
P2000=120·27,492 /1,60·2000=1,031 МН/м2
P3000=120·41,837 /1,60·3000=1,046 МН/м2
P4000=120·53,679 /1,60·4000=1,006 МН/м2
P5000=120·60,843 /1,60·5000=0,913 МН/м2
P6000=120·61,152 /1,60·6000=0,764 МН/м2
5. Среднее давление механических потерь.
Pmx=0.034+0.0113· Vсрх; МН/м2
P500=0.034+0.0113· 1,332=0.049 МН/м2
P1000=0.034+0.0113· 2,664=0.064 МН/м2
P2000=0.034+0.0113· 5,328=0.094 МН/м2
P3000=0.034+0.0113· 7,992=0.124 МН/м2
P4000=0.034+0.0113· 10,656=0.154 МН/м2
P5000=0.034+0.0113· 13,32=0.185 МН/м2
P6000=0.034+0.0113· 15,984=0.215 МН/м2
6. Среднее индикаторное давление цикла.
Pix= Pex+ Pmx; МН/м2
P500= 0,907 + 0.049=0.956 МН/м2
P1000= 0,962 + 0.064=1.026 МН/м2
P2000= 1,031 + 0.094=1.125 МН/м2
P3000= 1,046 + 0.124=1.170 МН/м2
P4000= 1,006 + 0.154=1.161 МН/м2
P5000= 0,913 + 0.185=1.097 МН/м2
P6000= 0,764 + 0.215=0.979 МН/м2
7. Индикаторный крутящий момент.
Mix=79.59· Vдв · Pix; Нм
M500=79.59·1,60· 0.956=121,686 Нм
M1000=79.59·1,60· 1.026=130,617 Нм
M2000=79.59·1,60· 1.125=143,283 Нм
M3000=79.59·1,60· 1.170=149,022 Нм
M4000=79.59·1,60· 1.161=147,833 Нм
M5000=79.59·1,60· 1.097=139,716 Нм
M6000=79.59·1,60· 0.979= 124,672Нм
8.Удельный эффективный расход топлива.
qex=qeN·(1.55-1.55· nx/nN+(nx/nN)2); г/кВтч
q500=294·(1.55-1.55· 500/5550+(500/5550)2)=417,032 г/кВтч
q1000=294·(1.55-1.55· 1000/5550+(1000/5550)2)=383,137 г/кВтч
q2000=294·(1.55-1.55· 2000/5550+(2000/5550)2)=329,663 г/кВтч
q3000=294·(1.55-1.55· 3000/5550+(3000/5550)2)=295,278 г/кВтч
q4000=294·(1.55-1.55· 4000/5550+(4000/5550)2)=279,982 г/кВтч
q5000=294·(1.55-1.55· 5000/5550+(5000/5550)2)=283,776 г/кВтч
q6000=294·(1.55-1.55· 6000/5550+(6000/5550)2)=306,66 г/кВтч
9. Часовой расход топлива.
GTx=0.001· qex· Nex; кг/ч
G500=0.001· 417,032 · 6,043=2,520 кг/ч
G1000=0.001· 383,137 · 12,821=4,912 кг/ч
G2000=0.001· 329,663 · 27,492=9,063 кг/ч
G3000=0.001· 295,278 · 41,837=12,353 кг/ч
G4000=0.001· 279,982 · 53,679=15,029 кг/ч
G5000=0.001· 283,776 · 60,843=17,266 кг/ч
G6000=0.001· 306,66 · 61,152=18,753 кг/ч
10. Коэффициент избытка воздуха.
Lx=0.7 - 0.8
L500=0.7
L1000=0.7
L2000 - 6000 =0.8
11. Коэффициент наполнения цилиндров.
?Vx=L0· Pex·Lx· qex/3600·P0;
?500=14,95 · 0,907 ·0,7· 417,032 /3600·1,21=0,9081
?1000=14,95 · 0,962 ·0,7· 383,137 /3600·1,21=0,885
?2000=14,95 · 1,031 ·0,7· 329,663 /3600·1,21=0,817
?3000=14,95 · 1,046 ·0,7· 295,278 /3600·1,21=0,742
?4000=14,95 · 1,006 ·0,7· 279,982 /3600·1,21=0,677
?5000=14,95 · 0,913 ·0,7· 283,776 /3600·1,21=0,622
?6000=14,95 · 0,764 ·0,7· 306,66 /3600·1,21=0,563
Полученные данные группируем в таблицу.
Таблица 2: Расчётные данные.
|
Частота вращения коленчатого вала, мин-1 |
Параметры внешней скоростной характеристики |
|||||||||
|
Ne, кВт |
Me, Нм |
Ре, МН/м2 |
Vср,м/с |
Рm,МН/м2 |
Mi, Нм |
ge,г/кВтч |
GТ, кг/ч |
?V |
||
|
500 |
6,043 |
115,43 |
0,907 |
1,332 |
0,049 |
121,686 |
417,032 |
2,52 |
0,091 |
|
|
1000 |
12,821 |
122,444 |
0,962 |
2,664 |
0,064 |
130,617 |
383,137 |
4,912 |
0,885 |
|
|
2000 |
27,492 |
131,276 |
1,031 |
5,328 |
0,094 |
143,283 |
329,663 |
9,063 |
0,817 |
|
|
3000 |
41,837 |
133,181 |
1,046 |
7,992 |
0,124 |
149,022 |
295,278 |
12,353 |
0,742 |
|
|
4000 |
53,679 |
128,158 |
1,006 |
10,656 |
0,154 |
147,833 |
279,982 |
15,029 |
0,677 |
|
|
5000 |
60,842 |
116,209 |
0,913 |
13,32 |
0,185 |
139,716 |
283,776 |
17,266 |
0,622 |
|
|
6000 |
61,152 |
97,333 |
0,764 |
15,984 |
0,215 |
124,672 |
306,66 |
18,753 |
0,563 |
По данным таблицы строим графики внешней скоростной характеристики ДВС.
(см. Приложение 1).
1.2 Расчёт дизельного двигателя
В качестве базового принимаем четырёхтактный 8-цилиндровый дизельный двигатель с наддувом (плотность воздуха на всасывании Pо=1,73 кг/м3), в котором для стехиометрического сгорания 1 кг топлива требуется 14,45 кг воздуха (L0=14,45 кг/кг).
Таблица 3: Варианты расчёта.
|
Параметры |
Варианты |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
резерв |
||
|
Эффективная мощность двигателя Ne, кВт |
290 |
295 |
300 |
305 |
310 |
315 |
|
|
Частота вращения коленчатого вала в режиме эффективной мощности nN, мин-1 |
2200 |
2250 |
2300 |
2350 |
2400 |
2450 |
|
|
Объём двигателя Vдв, л |
14,0 |
14,2 |
14,5 |
14,8 |
15,0 |
15,0 |
|
|
Ход поршня S, мм |
138 |
140 |
142 |
144 |
146 |
148 |
|
|
Коэффициент избытка воздуха LN на режиме эффективной мощности |
1,56 |
1,57 |
1,58 |
1,59 |
1,60 |
1,61 |
|
|
Удельный эффективный расход топлива на режиме эффективной мощности qeN, г/кВтч |
233 |
234 |
234 |
235 |
235 |
236 |
Для расчёта принимаем вариант - 4.
Расчёт.
1. Мощность в расчётных точках:
Nex=Ne·nx/nN·(0,87+1,13·nx/nN-(nx/nN)2); кВт
N500=305·500/2350·(0,87+1,13·500/2350-(500/2350)2)= 69,122 кВт
N1000=305·1000/2350·(0,87+1,13·1000/2350-(1000/2350)2)= 151,822 кВт
N1500=305·1500/2350·(0,87+1,13·1500/2350-(1500/2350)2)= 230,473 кВт
N2000=305·2000/2350·(0,87+1,13·2000/2350-(2000/2350)2)= 287,451 кВт
2. Эффективный крутящий момент:
Mex=9550· Nex/ nx; Нм
M500=9550· 69,122 / 500 =1320,227 Нм
M1000=9550· 151,822 / 1000= 1449,897 Нм
M1500=9550· 230,473 / 1500 =1467,347 Нм
M2000=9550· 287,451 / 2000= 1372,578 Нм
3. Средняя скорость поршня.
Vсрх=333·10-7·S· nx; м/с
V500=333·10-7·144· 500 =2,398 м/с
V1000=333·10-7·144· 1000 =4,795 м/с
V1500=333·10-7·144· 1500=7,193 м/с
V2000=333·10-7·144· 2000=9,59 м/с
4. Среднее эффективное давление цикла.
Pex=120· Nex / Vдв ·nx; МН/м2
P500=120·69,122 /14,8·500=1,121 МН/м2
P1000=120·151,822 /14,8·1000=1,231 МН/м2
P2000=120·230,473 /14,8·1500=1,246 МН/м2
P3000=120·287,451 /14,8·2000=1,165 МН/м2
5. Среднее давление механических потерь.
Pmx=0.09+0.0112· Vсрх; МН/м2
P500=0.09+0.0112· 2,398 =0,119 МН/м2
P1000=0.09+0.0112· 4,795 =0,148 МН/м2
P1500=0.09+0.0112· 7,193 =0,176 МН/м2
P2000=0.09+0.0112· 9,59 =0,205 МН/м2
6. Среднее индикаторное давление цикла.
Pix= Pex+ Pmx; МН/м2
P500= 1,121 + 0,119 =0,133 МН/м2
P1000= 1,231 + 0,148 =0,181 МН/м2
P1500= 1,246 + 0,176 =0,22 МН/м2
P2000= 1,165 + 0,205 =0,239 МН/м2
7. Индикаторный крутящий момент.
Mix=79.59· Vдв · Pix; Нм
M500=79.59·14,8· 0,133=156,818 Нм
M1000=79.59·14,8· 0,181=213,939 Нм
M1500=79.59·14,8· 0,22=258,735 Нм
M2000=79.59·14,8· 0,239=281,518 Нм
8. Удельный эффективный расход топлива.
qex=qeN·(1.2- nx/nN+0,8·(nx/nN)2); г/кВтч
q500=235·(1.2-500/2350+0,8·(500/2350)2)= 240,511 г/кВтч
q1000=235·(1.2-1000/2350+0,8·(1000/2350)2)= 216,143 г/кВтч
q1500=235·(1.2-1500/2350+0,8·(1500/2350)2)= 208,596 г/кВтч
q2000=235·(1.2-2000/2350+0,8·(2000/2350)2)= 218,17 г/кВтч
9. Часовой расход топлива.
GTx=0.001· qex· Nex; кг/ч
G500=0.001· 240,511 · 69,122 =16,625 кг/ч
G1000=0.001· 216,143 · 151,822 =32,8 кг/ч
G1500=0.001· 208,596 · 230,473 =48,076 кг/ч
G2000=0.001· 218,17 · 287,451 =62,713 кг/ч
10. Коэффициент избытка воздуха.
L500=0.7·LN=1.113
L1000 - 2000 =0.8·LN=1.272
11. Коэффициент наполнения цилиндров.
?Vx=L0· Pex·Lx· qex/3600·P0;
?500=14,45 · 1,121·1.113· 240,511/3600·1,21=0,696
?1000=14,45 · 1,231·1.272· 216,143/3600·1,21=0,785
?2000=14,45 · 1,246·1.272· 208,596/3600·1,21=0,767
?3000=14,45 · 1,165·1.272· 218,17/3600·1,21=0,75
Таблица 4: Расчётные данные.
|
Частота вращения колен-чатого вала, мин-1 |
Параметры внешней скоростной характеристики |
|||||||||
|
Nex, кВт |
Mex, Нм |
Реx, МН/м2 |
Vсрx, м/с |
Рmx, МН/м2 |
Mix, Нм |
gex,г/кВтч |
GТx, кг/ч |
?Vx |
||
|
500 |
69,122 |
1320,227 |
1,121 |
2,398 |
0,119 |
156,818 |
240,511 |
16,625 |
0,696 |
|
|
1000 |
151,822 |
1449,897 |
1,231 |
4,795 |
0,148 |
213,939 |
216,143 |
32,8 |
0,785 |
|
|
1500 |
230,473 |
1467,347 |
1,246 |
7,193 |
0,176 |
258,735 |
208,596 |
48,076 |
0,767 |
|
|
2000 |
287,451 |
1372,578 |
1,165 |
9,59 |
0,205 |
281,518 |
218,17 |
62,713 |
0,75 |
| ! | Как писать курсовую работу Практические советы по написанию семестровых и курсовых работ. |
| ! | Схема написания курсовой Из каких частей состоит курсовик. С чего начать и как правильно закончить работу. |
| ! | Формулировка проблемы Описываем цель курсовой, что анализируем, разрабатываем, какого результата хотим добиться. |
| ! | План курсовой работы Нумерованным списком описывается порядок и структура будующей работы. |
| ! | Введение курсовой работы Что пишется в введении, какой объем вводной части? |
| ! | Задачи курсовой работы Правильно начинать любую работу с постановки задач, описания того что необходимо сделать. |
| ! | Источники информации Какими источниками следует пользоваться. Почему не стоит доверять бесплатно скачанным работа. |
| ! | Заключение курсовой работы Подведение итогов проведенных мероприятий, достигнута ли цель, решена ли проблема. |
| ! | Оригинальность текстов Каким образом можно повысить оригинальность текстов чтобы пройти проверку антиплагиатом. |
| ! | Оформление курсовика Требования и методические рекомендации по оформлению работы по ГОСТ. |
| → | Разновидности курсовых Какие курсовые бывают в чем их особенности и принципиальные отличия. |
| → | Отличие курсового проекта от работы Чем принципиально отличается по структуре и подходу разработка курсового проекта. |
| → | Типичные недостатки На что чаще всего обращают внимание преподаватели и какие ошибки допускают студенты. |
| → | Защита курсовой работы Как подготовиться к защите курсовой работы и как ее провести. |
| → | Доклад на защиту Как подготовить доклад чтобы он был не скучным, интересным и информативным для преподавателя. |
| → | Оценка курсовой работы Каким образом преподаватели оценивают качества подготовленного курсовика. |
| Курсовая работа | Деятельность Движения Харе Кришна в свете трансформационных процессов современности |
| Курсовая работа | Маркетинговая деятельность предприятия (на примере ООО СФ "Контакт Плюс") |
| Курсовая работа | Политический маркетинг |
| Курсовая работа | Создание и внедрение мембранного аппарата |
| Курсовая работа | Социальные услуги |
| Курсовая работа | Педагогические условия нравственного воспитания младших школьников |
| Курсовая работа | Деятельность социального педагога по решению проблемы злоупотребления алкоголем среди школьников |
| Курсовая работа | Карибский кризис |
| Курсовая работа | Сахарный диабет |
| Курсовая работа | Разработка оптимизированных систем аспирации процессов переработки и дробления руд в цехе среднего и мелкого дробления Стойленского ГОКа |