Курсовая работа: Расчет скоростной характеристики ДВС
Название: Расчет скоростной характеристики ДВС Раздел: Рефераты по транспорту Тип: курсовая работа | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 надвигатель. 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.
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=2,520кг/ч G1000 =0.001· 383,137 · 12,821=4,912 кг/ч G2000 =0.001· 329,663 · 27,492=9,063кг/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. ƞVx =L0 · Pex ·Lx · qex /3600·P0; ƞ500 =14,95 · 0,907 ·0,7· 417,032 /3600·1,21=0,9081 ƞ1000 =14,95 · 0,962 ·0,7· 383,137 /3600·1,21=0,885 ƞ2000 =14,95 · 1,031 ·0,7· 329,663 /3600·1,21=0,817 ƞ3000 =14,95 · 1,046 ·0,7· 295,278 /3600·1,21=0,742 ƞ4000 =14,95 · 1,006 ·0,7· 279,982 /3600·1,21=0,677 ƞ5000 =14,95 · 0,913 ·0,7· 283,776 /3600·1,21=0,622 ƞ6000 =14,95 · 0,764 ·0,7· 306,66 /3600·1,21=0,563 Полученные данные группируем в таблицу. Таблица 2: Расчётные данные.
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.
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. ƞVx =L0 · Pex ·Lx · qex /3600·P0; ƞ500 =14,45 · 1,121·1.113· 240,511/3600·1,21=0,696 ƞ1000 =14,45 · 1,231·1.272· 216,143/3600·1,21=0,785 ƞ2000 =14,45 · 1,246·1.272· 208,596/3600·1,21=0,767 ƞ3000 =14,45 · 1,165·1.272· 218,17/3600·1,21=0,75 Таблица 4: Расчётные данные.
|