Автомобильные двигатели

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ

РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

КУРГАНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ 

Кафедра “Автомобильный транспорт  и автосервис” 
 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА 
 

по дисциплине

  «Автомобильные двигатели» 
 
 

Разработал студент гр. ТС-3617   /     Фролов А.В.                              /                                                                (подпись) 

Руководитель: канд.техн.наук ., профессор   __________/ Глазырин А.В.  /                                                                                                                                                                                                                                                                                        

                                                                             (подпись)                   

                      

Работа защищена с оценкой     «                           » «        »   __________2010 г.                                        
 

Члены комиссии        _____________/                           /

                                                     (подпись)

                                        ____________/                           /

                                                     (подпись) 
 

Вариант  
 
 

г. Курган 2010

Содержание. 
 

Введение_____________________________________________________  3

1 Определение основных показателей двигателя____________________  5

2 Построение индикаторной диаграммы _________________________     9                                          3Динамический расчет________________________________________     12                                                                         

4 Определение  момента инерции маховика _______________________   20

5 Анализ уравновешенности  двигателя___________________________   21

Список литературы.___________________________________________   23 
 
 
 
 
 

 

Введение 

        Двигатели внутреннего сгорания – тепловой поршневой двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно внутри рабочего цилиндра. При этом за счет химической энергии топлива получается механическая работа.

     Двигатели внутреннего сгорания относятся  к наиболее распространенным тепловым машинам.

     Современная тенденция развития автомобильных  и тракторных двигателей характеризуется  увеличением их литровой и поршневой мощности, снижением расхода топлива и масла, уменьшением металлоемкости и токсичности выбросов отработавших газов, повышением их надежности и улучшением их эксплуатационных качеств.

       Курсовая работа выполняется с целью закрепления знаний, полученных при теоретическом изучении курса. Студентом определяются основные показатели двигателя. Производится динамический расчет и анализ уравновешенности двигателя.

Курсовая  работа выполняется в следующем  объеме:

1. Определение основных показателей двигателя.
2. Построение индикаторной диаграммы.

3.  Динамический расчет двигателя и построение диаграмм сил и моментов.

4.  Определение  момента инерции маховика

5.  Анализ уравновешенности двигателя. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 1 – Исходные данные

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Определение основных показателей двигателя 

1. Индикаторные  показатели

    Расчетное среднее индикаторное давление Р^’_i,МПа

  ,                                                         (1.1)

где l₁ – степень повышения давления l₁ = Р_Z/Р_C;

l₁ =7,04/1,7=4,141;

n₁, n₂ - показатели политроп сжатия и расширения:

n₁ = (lgP_c – lgP_a)/lge;  n₂ = (lgP_z – lgP_b)/ lge;

n₁ = (lg1,7– lg0,086)/lg8,8=1,372;

n₂ = (lg7,04 – lg0,46)/ lg8,8=1,238.

 

    Среднее индикаторное давление Р_i,МПа:

   Р_i =Р^’_iφ_п ,                                                                                                        (1.2)

где φ_п – коэффициент полноты индикаторной диаграммы.

(j_п = 0,92-0,97; при этом большее значение для бензиновых двигателей). Принимаем j_п=0,97;

Р_i =1,183∙0,97=1,147  МПа.                                     

    Индикаторная  мощность N_i, кВт,

                                                                      (1.3) где V_h - рабочий объем цилиндра, л;    

   ,                                                                                                          (1.4)

где D и S – диаметр цилиндра и ход поршня в дм.;

,л;

 кВт. 

    Индикаторный  КПД цикла η_i:

      h_i =                                                                                                  (1.5)

  где l_o - теоретически необходимое количество воздуха для сгорания I кг топлива, кг/кг.(l_o = 14,95 для бензинового двигателя);

  H_u - низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг.(H_u = 44 для бензинового двигателя);

a - коэффициент избытка воздуха (a = 0,85-0,96 для бензиновых карбюраторных   двигателей),принимаем a =0,95;

h_v - коэффициент наполнения;

r_к - плотность заряда на впуске, кг/м³.

r_к = Р₀∙ 10⁶/(R_B∙T₀), кг/м³,

где  Р_о=0,1 МПа;

 Т_о – температура воздуха на входе в двигатель, К

Т₀=273+(10...20),К), принимаем Т₀=293К;

R_B = 287 Дж/(кг×град.) – удельная газовая постоянная воздуха.

r_к = 0,1∙10⁶/(287∙293)=1,189, кг/м³.

Коэффициент наполнения h_v определяется по выражению:

                                         (1.6)

         где j_доз - коэффициент дозарядки (j_доз = 1,02-1,15, при этом большее        значение для высокооборотных двигателей), принимаем j_доз=1,1;

DТ - подогрев свежего заряда, К (DТ=0-25 для бензиновых карбюраторных двигателей), принимаем DТ =20К;

g_r - коэффициент остаточных газов;

Т_r - температура остаточных газов, К (Т_r = 900-1100 для бензиновых двигателей ), принимаем Т_r=1000 К.

      Коэффициент остаточных газов g_r

     g_r =                                                   (1.7)

     g_r = ;

    ;

     h_i =                                            

      Удельный  индикаторный расход топлива g_i, г/кВтч,

     g_i =                                                        (1.8)

    g_i = г/кВтч. 
 
 
 
 
 

2. Эффективные показатели

      Среднее эффективное давление Р_е, МПа,

                 Р_е = Р_i - Р_м,                           (1.9)

где Р_м - среднее давление механических потерь, МПа, определяемое в зависимости от средней скорости поршня по выражению,

                        Р_м = а + b V_п.ср ,                                          (1.10)

где а, b - постоянные для данного типа двигателя коэффициенты.

Выражение 1.10 имеет вид:

для бензиновых двигателей с числом цилиндров до шести и отношением S/D£1     Р_м = 0,034 + 0,0113 V_п.ср;    (S/D=0,084/0,084=1)

Средняя скорость поршня V_п.ср, м/с,

V_п.ср= Sn_N/30,

где S - ход поршня, м.

V_п.ср= 0,084∙5600/30=15,68 м/с;

Р_м = 0,034 + 0,0113∙15,68=0,211 МПа;

Р_е = 1,147-0,211=0,936 МПа.

      Эффективная мощность двигателя N_е, кВт,

      N_е =

.                           (1.11)

      Литровая  мощность двигателя N_л, кВт/л,

          N_л =

,                            (1.12)

где =4

N_е = кВт;

N_л = кВт/л.

      Эффективный крутящий момент двигателя М_е, Нм,

       М_е = .                          (1.13)

М_е = Нм.

      Эффективный кпд двигателя