Министерство Образования и науки Украины

ЛНУ имени Т. Шевченко
Реферат

Тема: Методика расчёта бензинового инжекторного двигателя
Выполнил:

Проверил:
Луганск 2010


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.

1.6                     Процесс сгорания

Коэффициент молекулярного изменения горючей и рабочей смеси.



Определим теплоту сгорания рабочей смеси

Определим мольную теплоемкость продуктов сгорания
  
Температура в конце видимого процесса сгорания:

примем , получим








Отсюда имеем




Отсюда

Максимальное давление сгорания теоретическое:

Максимальное давление сгорания теоретическое:




Определим степень повышения давления

Параметры	Значения
μ	1,024
μ0	1,0524
(mcv’), кДж/кг	21,96
(mcv’’), кДж/кг	24,24
ξ	0,91
Tz, K	2978
Pz, МПа	8,89
λ	3,867

1.7 Процессы расширения и выпуска

Для определения параметров процесса расширения примем показатель политропы расширения

Определим давление :




Определим температуру:




Проверка ранее принятой температуры остаточных газов:




Погрешность составляет:










Таблица 5

Параметры	Значения
Pb	0,4
Tb	1510,3

1.8 Индикаторные параметры рабочего цикла
Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания характеризуется индикаторными показателями:

Среднее индикаторное давление теоретическое:




Среднее индикаторное давление действительное:




Примем , получим




Определим индикаторный КПД:








Где плотность воздуха на впуске двигателя.




Удельный расход топлива




Таблица 6

Параметры	Значения
Pi’, МПа	1,16
Pi, МПа	1,14
ηi	0,4
gi, г/кВт*ч	204,87
φ	0,98

1.9 Эффективные показатели двигателя

Эффективное давление определяется:



,
Где - среднее давление механических потерь. Для инжекторного двигателя составляет .




Механический КПД:





Эффективный КПД двигателя:




Определим эффективный удельный расход топлива:




Таблица 7

Параметры	Значения
∆P, МПа	0,12
Pe, МПа	1,02
ηм	0,89
ηe	0,356
ge, г/кВт*ч	230,2

1.10 Основные параметры цилиндра и двигателя
Литраж двигателя:




Литраж одного цилиндра:








Примем соотношение хода поршня к диаметру  и определим диаметр цилиндра.





Округлим до 85мм.

Определим ход поршня.



Определим основные параметры двигателя для полученных значений S и D.

Литраж двигателя:



Номинальная эффективная мощность



Номинальный крутящий момент





Таблица 8

Параметры	Значения
D, мм	85
S,мм	77
Vл, л	1,7
Ne,кВт	86
Me, Н·м	141,6
Gт, кг/ч	19,8

1.11 Посторенние индикаторной диаграммы
Индикаторная диаграмма ДВС строится с использованием данных теплового расчета, в выбранных масштабах. . В начале построения на оси абсцисс откладываем отрезок AB, соответствующий рабочему объему цилиндра, а по величине равный ходу поршня в масштабе M_S.

Масштабы диаграммы: масштаб хода поршня М_S=0,5мм в мм и масштаб давления М_Р=0,04 МПа в мм.

Величины в приведенном масштабе, соответствующему рабочему объему цилиндра и объему камеры сгорания.

 

Максимальная высота диаграммы (точка Z)





Заключение
В данном курсовом проекте представлен расчет ,бензинового ижекторного двигателя. В ходе расчетов был определен рабочий объем двигателя, который составляет 1,447л. Диаметр цилиндра составляет 80мм а ход поршня 72 мм. Двигатель по расчетам получился мощностью 73 кВт при 6200 мин^-1 и крутящем моменте в 112,44 Н·м Двигатель обладает хорошей топливной экономичностью - расход топлива 16,8 кг топлива в час при 6200 об/мин.. Двигатель с такими показателями можно использовать на легковых автомобилях среднего класса.

Библиографический список

1.  Богатырев А.В. Автомобили/А.В. Богатырев.- М.: Колос,2001.-496 с.

2.  Колчин А.И. Расчёт автомобильных и тракторных двигателей: учебное пособие для вузов/А.И.Колчин. – М.: Высшая школа, 2002.- 496с.

3.  Методические указания: "Программа, методические указания, задания на контрольные работы и курсовой проект для студентов специальности 190601 " Автомобили и автомобильное и автомобильное хозяйство", Сыктывкар 2007г.