Расчёт бензинового инжекторного двигателя 84 кВт (стр. 1 из 8)

Федеральное агентство по образованию

Сыктывкарский лесной институт (филиал)

Санкт- Петербургской государственной лесотехнической академии

им. С.М.Кирова

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Дисциплина: Автомобильные двигатели

Тема: Расчёт бензинового инжекторного двигателя 84 кВт

Выполнил Скоробогатых П. А.

Проверил Чурилов Ю.В.

Зав. кафедрой Чудов В.И.

Сыктывкар 2008

содержание

Введение

1. Тепловой расчёт бензинового двигателя

1.1 Топливо

1.2 Параметры рабочего тела

1.3 Параметры окружающей среды и остаточные газы

1.4 Процесс впуска

1.5 Процесс сжатия

1.6 Процесс сгорания

1.7 Процессы расширения и выпуска

1.8 Индикаторные параметры рабочего цикла

1.9 Эффективные показатели двигателя

1.10 Основные параметры цилиндра и двигателя

1.11 Посторенние индикаторной диаграммы

2. Тепловой баланс двигателя

3. Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Введение

Современные наземные виды транспорта обязаны своим развитием главным образом применению в качестве силовых установок поршневых двигателей внутреннего сгорания. Именно поршневые ДВС до настоящего времени являются основным видом силовых установок, преимущественно используемых на автомобилях, тракторах, сельскохозяйственных, дорожно-транспортных и строительных машинах.

Являясь достаточно сложным агрегатом, любой двигатель должен вбирать в себя многие достижения постоянно развивающихся различных направлений и отраслей науки: химии и физики, гидравлики и аэродинамики, теплотехники и электроники, металлургии и сопротивления материалов, математики и вычислительной техники и т. д. и т. п.

Выполнение сегодняшних задач и движение к прогрессу требует от специалистов, связанных с производством и эксплуатацией автомобильных двигателей, глубоких знаний теории, конструкции и расчета двигателей внутреннего сгорания.

Прогресс в автомобильной промышленности, дальнейшее увеличение грузооборота автомобильного транспорта предусматривает не только количественный рост автопарка, но и значительное улучшение использования имеющихся автомобилей, повышение, культуры эксплуатации, увеличение межремонтных сроков службы.

Тепловой расчет позволяет с достаточной степенью точности аналитическим путем 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 основные положения, необходимые для выбора исходных параметров, которые используются при выполнении как теплового, так и последующих расчетов двигателя.

При расчете двигателя обычно задаются величиной номинальной мощности или определяют ее с помощью тяговых расчетов. Номинальной мощностью (N_е) называют эффективную мощность, гарантируемую заводом-изготовителем для определенных условий работы. В автомобильных и тракторных двигателях номинальная мощность равна максимальной мощности при нормальной 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 – 15 – 500 кВт.

Другим важнейшим показателем двигателя является частота вращения коленчатого вала, характеризующая тип двигателя и его динамические качества. На протяжении длительного времени существовала тенденция повышения частоты вращения коленчатого вала. Результатом этого 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 60- 80-х годах частота вращения коленчатого вала двигателей практически стабилизировалась, а для отдельных типов автомобильных двигателей даже снижалась. Однако применение бензиновых двигателей с впрыском топлива во впускную систему и непосредственно в цилиндр позволило значительно увеличивать частоту вращения коленчатого вала при снижении токсичности отработавших газов.

1.Тепловой расчет бензинового двигателя

Исходные данные

Тип двигателя	Бензиновый инжектор
Тактность	4-х
Количество цилиндров	4
Расположение цилиндров	Рядный
Частота вращения КВ, (n,мин-1)	5800
Эффективная мощность, (Ne, КВт)	84
Степень сжатия, (ε)	11,3
Коэффициент избытка воздуха, (α)	1

В соответствии с ГОСТ Р 51105-97 /2/. для рассчитываемого двигателя принимаем бензиновое топливо марки Премиум – 95.

1.1 Топливо

Средний элементарный состав бензинового топлива:

Углерод: C=0,855; Водород: H₂=0,145; Кислород: O₂=0.

Низшая теплота сгорания бензина:

1.2 Параметры рабочего тела

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива.

кмоль воздуха/кг топлива

где 0,208 – объемное содержание кислорода в 1кмоль воздуха.

кг воздуха/кг топлива

где 0,23 – массовое содержание кислорода в 1кг воздуха.

Коэффициент избытка воздуха.

Принимаем:

.

Количество горючей смеси:

кмоль гор. смеси/кг топлива

где m_Т = 115 кг/моль – молекулярная масса паров бензина.

При неполном сгорании топлива продукты сгорания представляют собой смесь углекислого газа СО

, водяного пара Н О, кислорода О и азота N .

Количество отдельных компонентов продуктов неполного сгорания топлива:

Углекислого газа:

кмоль СО₂/кг топлива

Водяного пара:

кмоль Н₂О/кг топлива

Кислорода:

кмоль О₂/кг топлива

Азота:

кмоль N₂/кг топлива

Общее количество продуктов неполного сгорания топлива:

кмоль сгорания/кг топлива

1.3 Параметры окружающей среды и остаточные газы

Атмосферные условия

МПа и К.

Степень сжатия

11,3

Температура и давление остаточных газов.

К

МПа

1.4 Процесс впуска

Температура подогрева свежего заряда.

Рассчитываемый двигатель не имеет специального устройства для подогрева свежего заряда. Однако естественный подогрев заряда в бензиновом двигателе может достигать

. Принимаем:

Потери давления на впуске

,

Примем

.

Давление в конце впуска составляет:

Коэффициент остаточных газов

характеризует качество очистки цилиндра от продуктов сгорания и определяется по формуле: