Реферат на тему силовые агрегаты
Обновлено: 04.07.2024
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 4
2. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ 6
2.1 Расчет параметров топлива 6
2.2 Расчет параметров рабочего тела 6
2.3 Расчет параметров окружающей среды и остаточных газов 8
2.4 Расчет параметров процесса впуска 8
2.5 Расчет параметров процесса сжатия 11
2.6 Расчет параметров процесса сгорания 12
2.7 Расчет параметров процесса расширения 13
2.8 Расчет индикаторных параметров рабочего тела 14
2.9 Расчет эффективных показателей двигателя 15
2.10 Расчет основных параметров цилиндра и двигателя 16
2.11 Построение индикаторной диаграммы 17
2.12 Расчет теплового баланса 21
3. ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 23
3.1 Построение диаграммы сил давления газов, развернутой по углу поворота коленчатого вала 23
3.2 Кинематика 24
3.3 Динамика 27
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 29
ЛИТЕРАТУРА 30
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 31
силовой агрегат
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ федерации
Road дорожный институт
выполнил: студент гр.ЭТТМК-11
Автомобиль как самоходный экипаж для безрельсовых дорог имеет большое значение в жизни страны. Автомобильный транспорт в повышение степени перехода в себя множество различных перевозок на железнодорожном транспорте. Современный автомобиль предшествует длительный путь разработки и развития. Идея самодвижущегося экипажа появилась не одно столетие тому назад и развитие этого устройства шло в направлении совершенствования его. Первоначальным этапом в разработке современного автомобиля заключается в разработке различных мобильных устройств, двигавшихся с помощью мышечной силы. Затем начали появляться тепловые двигатели (паровые, внутреннего сгорания), заменившие мышечную силу. Более подходящим оказался двигатель внутреннего сгорания, давший толчок для создания остальных частей авто. Вместе с совершенствованием автомобиля был разработан и ее производство. Были построены автомобильных и агрегатных заводов. Развитие отечественного автопрома подчинено решению задачи полного удовлетворения потребностей в различных автомобильных перевозках. Особенностью отечественного автомобилестроения является построение различных модификаций на базе основных моделей, что облегчает эксплуатацию и ремонт автомобилей.
1. Общее устройство автомобиля
При всем разнообразии автомобилей и составляющих их элементов, каждый автомобиль можно разделить на три основные части: двигатель, шасси, кузов с кабиной.
Двигатель преобразует тепловую энергию, выделяющуюся в процессе сгорания топлива, в механическую энергию, затрачиваемую на движение автомобиля.
Шасси обеспечивает передачу мощности двигателя ведущим колесам, преобразует вращательное движение, получаемое от двигателя, в восходящее движение всего автомобиля, обеспечивает взаимодействие с дорогой и обеспечивают контроль над автомобилем.
Двигатель внешнего сгорания представляет собой тепловой двигатель, в котором происходит сжатие (внутренней) рабочей жидкости и ее нагревание за счет сгорания топлива через стенку двигателя или в теплообменнике. Далее жидкость расширяется и, действуя на механизм двигателя (поршень или турбину), приводит его в движение. Паровые двигатели и двигатели Стирлинга-наиболее известные двигатели внешнего сгорания.
Более современная система - распределенного впрыска топлива - отличается тем, что во впускном тракте каждого цилиндра устанавливается отдельная форсунка, которая в определенный момент впрыскивает дозированную порцию бензина на впускной клапан соответствующего цилиндра. Бензин, поступивший в цилиндр, испаряется и перемешивается с воздухом, образуя горючую смесь.
Двигатели с такими системами питания обладают лучшей топливной экономичностью и пониженным содержанием вредных веществ в отработавших газах по сравнению с карбюраторными двигателями. Работой форсунок управляет электронный блок управления (ЭБУ), представляющий собой специальный компьютер, который получает и обрабатывает электрические сигналы от системы датчиков, сравнивает их показания со значениями, хранящимися в памяти компьютера, и выдает управляющие электрические сигналы на электромагнитные клапаны форсунок и другие исполнительные устройства. Кроме того, ЭБУ постоянно проводит диагностику системы впрыска топлива и при возникновении неполадок в работе предупреждает водителя с помощью контрольной лампы (Check или Check engine), установленной в щитке приборов. Серьезные неполадки записываются в памяти блока управления и могут быть считаны при проведении диагностики.
Система питания с распределенным впрыском имеет следующие составные части :
– система подачи и очистки воздуха;
– система улавливания и сжигания паров бензина;
– электронная часть с набором датчиков;
– система выпуска и дожигания отработавших газов.
Исходные данные:
- марка двигателя ВАЗ-2112
- тип двигателя (четырехтактный, четырехцилиндровый, с рядным расположение цилиндров);
- частота вращения коленчатого вала n =3500мин -1 ;
- эффективная мощность Ne = 42кВт;
- степень сжатия ε = 10,5;
- коэффициент избытка воздуха α = 0,98;
- вид топлива - бензин АИ-95 ГОСТ Р51105-97, средний элементарный состав и молекулярная масса: С = 85,5%, Н =14,5%, Т= 115 кг/кмоль.
Определяем низшую теплоту сгорания топлива
Q н 33,91С 125,60 Н10,89 O S 2,51 9 НW , кДж/кг.
Qн = 33,91⋅С +125,60 ⋅ Н −10,89 ⋅(O − S ) − 2,51⋅ 9 ⋅ Н +W =
= 33,91⋅ 0,855 +125,60 ⋅ 0,145 − 2,51⋅9 ⋅ 0,145 =
= 43,93 МДж/кг =43930 кДж/кг.
Параметры рабочего тела.
Определяем теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива
Определяем количество свежего заряда (горючей смеси)
Определяем количество отдельных компонентов продуктов сгорания
где К – постоянная величина, зависящая от отношения количества водорода к оксиду углерода, содержащихся в продуктах сгорания, принимаем К = 0,48 для бензина.
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина
Дмитровский филиал
дисциплина: Силовые агрегаты
Выполнил: студент гр. 21 Иванов
Проверил: Иванов
ЗАДАНИЕ
Двигатель четырехтактный, с распределенным впрыском топлива, рядный, с верхним расположением распределительного вала. Система охлаждения двигателя - жидкостная, закрытого типа, с принудительной циркуляцией жидкости. Двигатель имеет комбинированнуюсистему смазки: под давлением и разбрызгиванием.
Количество цилиндров: | 4 |
Рабочий объем цилиндров, л: | 1,4 |
Степень сжатия: | 8,5 |
Номинальная мощность при частоте вращения коленчатого вала 5200 об/мин,: | 50,7 кВт.-(69 л.с.) |
Диаметр цилиндра, мм: | 79 |
Ход поршня, мм: | 66 |
Число клапанов: | 8 |
Порядок работы цилиндров: | 1-3-4-2 |
Система подачи топлива: | Карбюратор || |
| |
| |
| |
Содержание
ЗАДАНИЕ 2
ВВЕДЕНИЕ 4
Задание 1. РАСЧЕТ РАБОЧЕГО ЦИКЛА И ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ 4
1.1. Выбор исходных данных для расчета 4
1.2. Расчет процессов газообмена 4
1.3. Расчет процесса сжатия 6
1.4. Расчет процесса сгорания 7
1.5. Расчет процесса расширения 10
1.6. Построение индикаторной диаграммы 11
1.7. Расчет показателей рабочего цикла и двигателя12
1.8. Построение теоретических характеристик двигателя 18
Задание 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМА ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ 20
2.1. Определение мощности пускового устройства 20
2.2. Определение режима пуска двигателя 21
ПРИЛОЖЕНИЕ 22
Задание 1. РАСЧЕТ РАБОЧЕГО ЦИКЛА И ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ
1.1. Выбор исходных данных длярасчета
Выбор степени сжатия двигателя.
В двигателях с принудительным воспламенением заряда от искры верхний предел степени сжатия ограничивается возможностью нарушения процесса сгорания в виде детонационного сгорания. В первую очередь величина степени сжатия связана с октановым числом применяемого топлива:
- октановое число – 92;
- степень сжатия – 8,5.
Выбор величины коэффициента избыткавоздуха .
При работе на номинальном режиме для достижения наибольших мощностных показателей коэффициент избытка воздуха обычно выбирается:
- для двигателя с искровым зажиганием – 0,85…0,96.
Принимаем = 0,96.
Выбор параметров заряда на впуске в двигатель.
В качестве параметров исходного состояния заряда на впуске для двигателей без наддува принимаются давление и температура окружающей среды, равныесоответственно Р0 = 0,1 МПа, и Т0 = 298К (+25ºС).
1.2. Расчет процессов газообмена
Процессы газообмена включают очистку цилиндра от продуктов сгорания и наполнение цилиндра свежим зарядом.
Давление остаточных газов рr определяется давлением среды, в которую происходит выпуск отработавших газов, зависит от числа и расположения клапанов, сопротивлений выпускного тракта, фаз газораспределения,частоты вращения, нагрузки и других факторов. В двигателях без наддува рr = (1,05…1,25) р0 = 1,15 · 0,1 = 0,115 (МПа)
Температура остаточных газов Тr зависит от ряда факторов. В частности, при увеличении степени сжатия и обогащении смеси температура Тr снижается, а при увеличении частоты вращения возрастает.
При работе на номинальном режиме величина Тr изменяется в.
ВВЕДЕНИЕ 4
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ 5
1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ 6
1.1. Выбор и обоснование исходных данных 6
1.2. Свежая смесь и продукты сгорания 8
1.3. Процесс впуска 10
1.4. Процесс сжатия 13
1.5. Процесс сгорания 14
1.6. Процесс расширения 17
1.7. Индикаторные показатели рабочего цикла 19
1.8. Эффективные показатели двигателя 21
1.9. Основные размеры и характеристики двигателя 24
1.10. Анализ и оценка показателей двигателя 25
1.11. Построение индикаторной диаграммы 26
2. ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 33
2.1. Исходные данные 33
2.2. Силы давления газов на поршень 35
2.3. Силы инерции 37
2.4. Суммарная сила 38
2.5. Суммарный индикаторный крутящий момент 40
2.6. Нагрузки на шатунные шейки коленчатого вала 43
Приложение А 47
Приложение Б 50
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 61
ВВЕДЕНИЕ
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
Задание: «Спроектировать автомобильный четырехтактный бензиновый (дизельный, газовый) автомобильный двигатель с жидкостным (воздушным) охлаждением рядным (V – образным, оппозитным) расположением цилиндров.
Эффективная мощность проектируемого двигателя Ne = ……..кВт при номинальной частоте вращения n = ……об/мин. Рекомендуемый прототип ………………….
По своим основным показателям спроектированный двигатель должен иметь преимущества по сравнению с прототипом.
Графическая часть курсовой работы включает лист графиков давлений (индикаторная диаграмма), сил и моментов, действующих в кривошипношатунном механизме.
Значение эффективной мощности, номинальной частоты вращения и название прототипа задается преподавателем, в зависимости от порядкового номера фамилии студента в журнале преподавателя.
В качестве индивидуального задания может выдаваться конструкторский расчет механизма (узла, системы) и (или) его основных деталей ……….
1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ
1.1. Выбор и обоснование исходных данных
Степень сжатия. При выборе степени сжатия двигателей с искровым зажиганием руководствуются следующими данными: степенью сжатия двигателя прототипа (прил. Б, табл. 1 – 10 или справочные данные из других источников), примерным соотношением между степенью сжатия и октановым числом топлива (табл. 1.1), нормами октановых чисел для бензинов и газового топлива (табл. 1.2, 1.3)
С одной стороны, увеличение степени сжатия дает возможность повысить экономичность и удельную мощность двигателя. Но, с другой, это увеличивает нагрузки на детали кривошипношатунного механизма, повышает токсичность (у бензиновых двигателей) за счет увеличения выделения углеводородов, появляется необходимость в применении высокооктановых топлив.
В этой ситуации применение в качестве моторного топлива газовых видов топлив и, в частности природного газа, может быть перспективным решением этих вопросов.
Природный газ не требует существенной и дорогостоящей технологической переработки. Коэффициент полезного действия газовых двигателей ηе = 38 – 40 % в широком диапазоне режимов. Увеличивается срок службы двигателя до капитального ремонта в 1,5 раза (по сравнению с двигателями на жидком топливе), а сроки смены масла увеличиваются до 2 раз.
Степень сжатия дизельного двигателя выбирают с учетом принятого типа смесеобразования и формы камеры сгорания. При этом ориентируются в основном на показатели двигателя – прототипа. С повышением степени сжатия улучшаются пусковые качества дизеля, но увеличиваются нагрузки на детали двигателя. У современных автомобильных дизелей степень сжатия = 16 – 22.
Для дизельных двигателей применяют дизельное топливо с цетановым числом не менее 45.
Состав смеси. Тепловой расчет двигателя выполняют для номинального режима работы. Получить максимальную мощность бензиновых двигателей и газовых двигателей, работающих на пропан–бутановой смеси, можно обогащением смеси. Коэффициент избытка воздуха таких смесей = 0,85 – 0,99. У дизельных и газовых двигателей, работающих на природном газе для получения максимальной мощности необходимо несколько обогатить состав смеси, но, в общем, смесь останется бедной. Газовые двигатели (работающие на природном газе) на номинальном режиме работы имеют коэффициенты избытка воздуха = 1,15 – 1,3. Значение коэффициента избытка воздуха для дизелей колеблется в пределах, указанных в табл. 1.4.
1.2. Свежая смесь и продукты сгорания
В зависимости от состава свежей смеси составляющие продуктов сгорания двигателей будут различаться.
При неполном сгорании топлива ( 1 для газовых двигателей, работающих на природном газе или метане) продуктами сгорания являются углекислый газ CO2, водяной пар H2O, избыточный кислород O2 и азот N2.
1.3. Процесс впуска
Основной задачей процесса впуска является наполнение цилиндра свежей смесью.
Если проектируемый двигатель имеет наддув, то в качестве параметров окружающей среды берут давление и температуру воздуха после компрессора. Давление, создаваемое компрессором pк, принимают в соответствии с выбранной степенью наддува (табл. 1.8).
Значения показателя политропы сжатия воздуха в компрессоре
Полученные значения pк и Tк подставляют в формулы расчета давления и температуры в конце впуска и коэффициента наполнения вместо p0 и T0.
После получения результатов расчета параметров процесса впуска их сравнивают со значениями параметров процесса впуска современных двигателей (табл. 1.10). Если при сравнении получаемые значения параметров не попадают в указанные в табл. 1.10 диапазоны, то необходимо уточнить расчет путем изменения выбираемых значений параметров, входящих в расчетные формулы (табл. 1.7 – 1.9).
1.4. Процесс сжатия
В период процесса сжатия в цилиндре двигателя повышаются температура и давление рабочего тела, что обеспечивает надежное воспламенение и эффективное сгорание топлива.
1.5. Процесс сгорания
Процесс сгорания – основной процесс рабочего цикла двигателя, в течение которого теплота, выделяющаяся вследствие сгорания топлива, идет на повышении внутренней энергии рабочего тела и совершении механической работы.
Целью расчета процесса сгорания является определение температуры и давления в конце фазы видимого сгорания (максимальные значения давления и температуры).
Для расчета максимальной температуры сгорания (максимальной температуры рабочего цикла Tz) в расчете используются уравнения сгорания для бензинового и газового двигателей, для дизеля:
Методические указания размещены для ознакомления, все права принадлежат авторам.
Если вы не согласны с тем, что ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам.
Пример готовой курсовой работы по предмету: Электротехника
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 4
2. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ 6
2.1 Расчет параметров топлива 6
2.2 Расчет параметров рабочего тела 6
2.3 Расчет параметров окружающей среды и остаточных газов 8
2.4 Расчет параметров процесса впуска 8
2.5 Расчет параметров процесса сжатия 11
2.6 Расчет параметров процесса сгорания 12
2.7 Расчет параметров процесса расширения 13
2.8 Расчет индикаторных параметров рабочего тела 14
2.9 Расчет эффективных показателей двигателя 15
2.10 Расчет основных параметров цилиндра и двигателя 16
2.11 Построение индикаторной диаграммы 17
2.12 Расчет теплового баланса 21
3. ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 23
3.1 Построение диаграммы сил давления газов, развернутой по углу поворота коленчатого вала 23
3.2 Кинематика 24
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 31
Выдержка из текста
В ходе выполнения данного курсового проекта необходимо произвести эскизный расчет двигателя внутреннего сгорания по заданным исходным данным, а также провести анализ и поиск прототипа данного двигателя по результатам расчетов.Методика расчета, представленная в данном проекте основана на известных методах и приемах, описанных в литературе.
Следует отметить, что компоновка двигателя – это комплексная задача, решение которой не может быть оптимальным по всем вопросам. Это всегда оптимизация с компромиссными решениями по ряду вопросов. Неправильные решения, связанные с переоценкой одних и недооценкой других требований, неизбежно приведут к значительным потерям времени при доводке двигателя.
Тем не менее перспективы у альтернативных толив есть. К примеру хорошие перспективы имеют сжиженный нефтяной и сжатыйприродный газ, запасы которыхеще весьма велеки. Но при этом газ имеет недостаток малую объемную энергоемкость.
Под воздействием производственного процесса и внешней среды они снашиваются постепенно и переносят свою первоначальную стоимость на затраты производства в течение нормативного срока службы путем начисления износа (амортизации) по установленным нормам.
Теоретическую значимость данного исследования составили работы таких авторов как: В. П. Грузинов, В. Д. Грибов, В. Я. Горфинкеля, Е. М. Куприянова, Н. А. Сафронова, Н. Э. Баумана, О. Г. Туровец, М. И. Бухалков.
По данным статистики, половина автопарка страны – машины старше
Автомобилей возрастом от 5 до
1. лет – 30,5%; от 0 до 5 лет – 19,5%. В создавшихся условиях актуальным становится вопрос о своевременном техническом обслуживании и качественном ремонте автотранспорта.
Теоретические основы курсовой работы определяются характером его цели и задач. Проблема восприятия силовых структур и спецслужб обществом представляет достаточное широкое поле для изучения этой темы. Так, можно условно разделить научную литературу по теме курсовой работы на несколько групп.
На первом этапе исследования, параллельно с изучением литературных источников, проводилось педагогическое наблюдение (с целью получения сведений о естественном учебно-тренировочном процессе).
Методы исследования. Выбор методов исследования был обусловлен требованиями наиболее адекватного и полного решения задач на каждом этапе работы. В зависимости от особенностей решаемых задач использовались: абстрактно-логический метод (при постановке целей и задач проектирования), монографический метод (при изучении тенденций развития современных технологий ТО и ремонта автомобилей), сравнительный анализ (при выборе оптимальных схем технологических процессов ремонта автомобилей), экономико-математические методы (при проведении расчетов и оценки проекта).
Список источников информации
Читайте также: