- •1.1. Произвести тепловой расчет четырёхтактного карбюраторного двигателя автомобиля змз-406
- •1.2. Выбор топлива.
- •1.3.Параметры рабочего тела.
- •1.4 Параметры окружающей среды и остаточных газов.
- •1.5.Процес впуска.
- •1.6.Процесс сжатия.
- •1.7.Процесс сгорания.
- •Температура в конце видимого процесса сгорания:
- •1.8.Процессы расширения и выпуска.
- •1.9.Индикаторные параметры рабочего цикла
- •1.10.Эффективные показатели двигателя
- •1.11.Основные параметры цилиндра и двигателя
- •1.12.Построение индикаторной диаграммы.
- •1.13.Тепловой баланс двигателя.
- •1.14.Таблица сравнения показателей проектируемого двигателя с показателями заданного прототипа
- •5.Расчет элементов смазочной системы
- •6. Расчет элементов системы охлаждения
- •Список литературы.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕРЕРАЦИИ
ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА «АВТОМОБИЛИ И АВТОМОБИЛЬНОЕ ХОЗЯЙСТВО»
Курсовой проект
По дисциплине двигатели внутреннего сгорания
Тепловой расчет двигателя ЗМЗ-406
Выполнил:Зебзеев Александр
ПГТУ, АДФ, гр. СТМ-04
Проверил: Преподаватель ДВС
Лобов Н. В.
Пермь, 2007
Содержание.
стр.
Задание……………………………………………….....................3
Выбор топлива……………………………………………………3
Параметры рабочего тела………………………….......................3
Параметры окружающей среды и остаточных газов……..........4
Процесс впуска……………………………………………….......5
Процесс сжатия……………………………………………….......6
Процесс сгорания…………………………………………………8
Процессы расширения и выпуска………………………….........9
Индикаторные параметры рабочего цикла……………….........10
Эффективные показатели двигателя……………...………........10
Основные параметры цилиндра и двигателя…………………..11
Построение индикаторной диаграммы……………………........12
Тепловой баланс двигателя…………………………………......14
Таблица сравнения показателей проектируемого двигателя с показателями заданного прототипа………………………………..17
1.1. Произвести тепловой расчет четырёхтактного карбюраторного двигателя автомобиля змз-406
Произвести расчёты четырёхтактного карбюраторного двигателя предназначенного для легковых автомобилей. Эффективная мощность двигателя с распределённым впрыском топлива Ne=99 кВт при частоте вращения коленчатого валаnном.=5400 об/мин. Двигатель 4 цилиндровый (i=4). Система охлаждения жидкостная закрытого типа. Степень сжатия ε=10,0. Расчет производим на номинальном режиме.
1.2. Выбор топлива.
В соответствии с заданной степенью сжатия ε =10,0 можно использовать бензин марки АИ-93.
Средний элементарный состав и молекулярная масса бензина:
С=0,855; Н=0,145 и mT=115 кг/кмоль.
Низшая теплота сгорания топлива:
Hu=33,91С+125,60Н-10,89(O-S)-2,51(9Н+W)=
=33,91·0,855+125,6·0,145-2,51· 9·0,145=43,93 МДж/кг==43 930 кДж/кг.
1.3.Параметры рабочего тела.
Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива
кмоль возд/кг топл.;
кг возд/ кг топл.
Двигатели с впрыском топлива и электронным управлением могут обеспечить более экономичный состав смеси с меньшей токсичностью продуктов сгорания (по сравнению с двигателями с карбюратором). Это позволяет принять α=1.0 на основных режимах, на режиме минимальной частоты вращения α=0.96 и на режиме максимальной скорости движения α=0.98(рис. 5.2 стр 107). Далее непосредственный числовой расчёт будет проводиться только для режимов максимальной мощности, а для остальных режимов окончательные значения рассчитываемых параметров приводятся в табличной форме.
Количество горючей смеси(2/стр.106)
кмоль гор.см/кг топл.;
Количество отдельных компонентов продуктов сгорания при К =0,5:
кмоль С02/КГ топл.;
;
кмоль Н2О/кг топл.;
;
кмольN2/кг топл.;
Общее количество продуктов сгорания:
(2/стр.107)
кмоль пр.сг/кг топл.;
Проверка:
кмоль пр.сг./кг топл
Параметр |
Значение |
n |
5400 |
α |
1,0 |
M1 |
0,5247 |
MCO2 |
0,0712 |
MCO |
0 |
MH2O |
0,0725 |
MH2 |
0 |
MN2 |
0,4087 |
M2 |
0,5524 |
1.4 Параметры окружающей среды и остаточных газов.
Давление и температура окружающей среды при работе двигателя без наддува:
(стр.107)
Температура остаточных газов.При постоянном значении степени сжатия ε=10,0 температура остаточных газов практически линейно возрастет с увеличением скоростного режима при α=const, но уменьшается при обогащении смеси. Учитывая уже определенные значенияnи α, можно принять по графику (рис. 5.2 стр 107) значение Тr=1030 К.
Давление остаточных газов рrза счет расширения фаз газораспределения и снижения сопротивлений при конструктивном оформлении выпускных трактов рассчитываемых двигателей можно принять на номинальном скоростном режиме:
pzN=0,110МПа;
1.5.Процес впуска.
Температура подогрева свежего заряда:
С целью получения хорошего наполнения двигателя на номинальном скоростном режиме принимается ΔТN=6°C.
Плотность заряда на впуске:
(стр.108)
где - удельная газовая постоянная для воздуха.
Потери давления на впуске.
В соответствии со скоростным режимом двигателя (n=5400 об/мин) и при условии качественной внутренней поверхности впускной системы можно принять:
и,
где β-коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом сечении цилиндра;ξвп- коэффициент сопротивления впускной системы, отнесенный к наиболее узкому сечению; ωвп-средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы. Тогда рассчитывается по формуле:
=(β2+ ξвп)Ann2ρk10-6/2=2,5 · 0,0182·54002· 1,189 · 10-6/2=0,0140МПа,
где Аn=ωВП/nN=95/5400=0,018 – потери давления на впуске. (2/стр.109)
Давление в конце впуска:
Рa=P0–ΔP=0,1–0,0140=0,0860 МПа (2/стр.109)
Коэффициент остаточных газов.При определении для карбюраторного двигателя без наддува принимается коэффициент очистки φоч=1, а коэффициент дозарядки на номинальном скоростном режиме φдоз=1,10, что вполне возможно получить при подборе угла опаздывания закрытия впускного клапана в пределах 30 — 60°. (рис. 5.1 [1] стр.106). Тогда:
(стр.109)
Температура в конце впуска:
К. (стр.109)
Коэффициент наполнения:
(стр.109)