ОмГТУ
Кафедра Гидромеханика и транспортные машины,
Курсовой проект по дисциплине «Рабочие процессы, основы расчета и эксплуатация энергетических установок и трансмиссии»
На тему: «Тепловой, кинематический и динамический расчет двигателя внутреннего сгорания»
Омск 2022
Раб. Объем Vh, Л=0,8
Степень сжатия, ε= 12
nmin=750
nм=3805
nN=5805
nмах=6565
Введение……………….……………….……………….………… 5
1. Выбор прототипа……………….……………….………………….. 6
2. Размеры цилиндра и скорость поршня……………….…………… 6
3. Расчётные режимы по частоте……………….……………………. 7
4. Марка топлива……………….……………….……………….…….. 7
5. Определение низшей теплоты сгорания топлива и параметров рабочего тела……………….……………….……………….……… 7
6. Коэффициент избытка воздуха……………….……………….…… 7
7. Количество свежей смеси……………….……………….………… 8
8. Количество отдельных компонентов продуктов сгорания……… 8
9. Общее количество продуктов сгорания……………….…………… 9
10. Процесс впуска……………….……………….……………….……. 10
10.1. Параметры окружающей среды……………….……………….…… 10
10.2. Температура остаточных газов……………….…………………….. 10
10.3. Давление остаточных газов……………….……………….……….. 11
10.4. Температура подогрева свежего заряда……………….…………… 11
10.5. Плотность свежего заряда……………….……………….…………. 11
10.6. Потеря давления на впуске……………….……………….………... 12
10.7. Давление в конце впуска……………….……………….…………... 12
10.8. Коэффициент остаточных газов в случае без наддува …………… 12
10.9. Температура в конце впуска……………….……………….………. 13
10.10.
Коэффициент наполнения……………….……………….…………. 13
11. Процесс сжатия……………….……………….……………….……. 15
11.1. Определение среднего показателя адиабаты (k1) ………………… 15
11.2. Показатель адиабаты……………….……………….………………. 15
11.3. Давление в конце сжатия……………….……………….………….. 15
11.4. Температура в конце сжатия……………….……………….……… 16
11.5. Средняя мольная теплоёмкость свежей смеси (воздуха) ……….. 16
11.6. Определение теплоёмкости остаточных газов…………………… 17
11.7. Теплоёмкость рабочей смеси……………….………………………. 18
12. Процесс сгорания……………….……………….…………………... 19
12.1. Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси………….. 19
12.2. Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси………… 19
12.3. Определение потерь теплоты вследствие химической неполноты сгорания (α>1) ……………….……………….……………….…….. 19
12.4. Теплота сгорания рабочей смеси……………….………………….. 20
12.5. Определение средней мольной теплоты продуктов сгорания…. 20
12.6. Определение температуры в конце видимого сгорания……….. 21
12.7. Определение максимального теоретического значения давления в конце сгорания……………….……………….………………….. 22
12.8. Действительное максимальное давление в конце сгорания……. 22
12.9. Определение степени повышения давления……………………… 23
13. Процесс расширения и впуска……………….……………………. 24
13.1. Определение среднего показателя адиабаты расширения (k2)….. 24
13.2. Определение среднего показателя политропы расширения (n2)... 24
13.3. Определение давления в конце процесса расширения…………... 25
13.4. Определение температуры в конце процесса расширения……… 25
13.5. Проверка ранее принятой температуры Tr………………………... 25
13.6. Определение погрешности расчёта……………………………….. 26
14. Индикаторные параметры рабочего тела…………………………. 27
14.1. Теоретическое среднее индикаторное давление…………………. 27
14.2. Среднее индикаторное давление………………………………….. 27
14.3. Определение индикаторного КПД……………….……………….. 27
14.4. Определение индикаторного удельного расхода топлива……… 28
14.5. Среднее давление механических потерь……………….………… 28
14.6. Определение средней скорости поршня……………….………… 28
14.7. Среднее эффективное давление……………….…………………... 29
14.8. Определение механического КПД……………….……………….. 29
14.9. Определение эффективного КПД……………….………………… 29
14.10. Определение эффективного удельного расхода топлива………. 29
15. Мощностные, форсажные, массогабаритные показатели и параметры тепловой, механической и динамической напряжённости ДВС……………….……………….……………… 31
15.1. Определение эффективной мощности ……………….………….. 31
15.2. Определение литровой мощности……………….………………. 31
15.3. Определение эффективного крутящего момента……………….. 32
15.4. Определение часового расхода топлива……………….…………. 32
16. Тепловой баланс проектируемого ДВС……………….…………. 33
16.1. Определение теплоты, эквивалентной эффективной мощности... 33
16.2. Определение теплоты, отведённой в окружающую среду……… 33
16.3. Теплота, потерянная с уходящими газами……………….……… 34
16.4. Теплота, потерянная от химической неполноты сгорания…….. 36
16.5. Теплота, введённая в ДВС……………….……………….………... 37
16.6. Неучтённые потери теплоты……………….……………….……... 37
16.7. Проверка расчётов……………….……………….………………… 38
16.8. Построение индикаторной диаграммы…………………………… 39
17. Кинематика кривошипно-шатунного механизма……………….. 43
17.1. Общие сведения……………….……………….…………………… 43
17.2. Перемещение поршня……………….……………….……………. 43
17.3. Скорость поршня……………….……………….……………………. 43
17.4. Ускорение поршня……………….……………….………………..... 44
18. Динамика кривошипно-шатунного механизма……………………. 47
18.1. Общие сведения……………….……………….…………………….. 47
18.2. Силы давления газов……………….……………….……………….. 47
18.3. Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма….. 48
18.4. Силы инерции……………….……………….……………………...... 50
18.5. Суммарные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме……………….……………….……………….…………… 51
18.6. Крутящий момент……………….……………….…………………... 54
Заключение……………….……………….……………….…………. 58
Библиографический список……………….……………….………... 59
