Курсовая работа
По дисциплине Теплотехника
(наименование дисциплины)
На тему: «Расчет циклов ДВС»
Дата проверки Выполнил студент Никифоров И.В.
Учебный шифр 709114
Курс 3 (дневной)
Проверил Пестриков В.Ф.
Результат проверки
Чебоксары - 2012
Оглавление
Введение……………………………………………………………………………-3-
1. Расчет параметров рабочего тела в характерных точках………………...-6-
2. Построение цикла ДВС……………………………………………………….-7-
3. Расчет термодинамических процессов……………………………………...-8-
4. Построение TS-диаграммы…………………………………………………..-13-
5. Сравнение циклов Отто, Дизеля и Тринклера для случая, когда подводимое тепло и степень сжатия одинаковы………………………………………….-14-
6. Сравнение циклов Отто, Дизеля и Тринклера для случая, когда двигатели работают при одинаковых условиях………………………………………..-19-
Заключение………………………………………………………………………..-24-
Список использованной литературы……………………………………………-25-
Введение
Действие поршневого двигателя внутреннего сгорания основано на использовании работы теплового расширения нагретых газов во время движения поршня от ВМТ к НМТ. Нагревание газов в положении ВМТ достигается в результате сгорания в цилиндре топлива, перемешанного с воздухом. При этом повышается температура газов и давления. Так как давление под поршнем равно атмосферному, а в цилиндре оно намного больше, то под действием разницы давлений поршень будет перемещаться вниз, при этом газы – расширяться, совершая полезную работу. Вот здесь-то и дает о себе знать тепловое расширение газов, здесь и заключается его технологическая функция: давление на поршень. Чтобы двигатель постоянно вырабатывал механическую энергию, цилиндр необходимо периодически заполнять новыми порциями воздуха через впускной клапан и топливо через форсунку или подавать через впускной клапан смесь воздуха с топливом. Продукты сгорания топлива после их расширения удаляются из цилиндра через выпускной клапан. Эти задачи выполняют механизм газораспределения, управляющий открытием и закрытием клапанов, и система подачи топлива.
Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу. Если рабочий цикл совершается за два хода поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала, то такой двигатель называется двухтактным.
1. Такт впуска. По мере того, как коленчатый вал двигателя делает первый полуоборот, поршень перемещается от ВМТ к НМТ, впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт. В цилиндре создается разряжение 0.07 – 0.095 МПа, вследствие чего свежий заряд горючей смеси, состоящий из паров бензина и воздуха, засасывается через впускной газопровод в цилиндр и, смешиваясь с остаточными отработавшими газами, образует рабочую смесь.
2. Такт сжатия. После заполнения цилиндра горючей смесью при дальнейшем вращении коленчатого вала (второй полуоборот) поршень перемещается от НМТ к ВМТ при закрытых клапанах. По мере уменьшения объема температура и давление рабочей смеси повышаются.
3. Так расширения или рабочий ход. В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется от электрической искры и быстро сгорает, вследствие чего температура и давление образующихся газов резко возрастает, поршень при этом перемещается от ВМТ к НМТ. В процесс такта расширения шарнирно связанный с поршнем шатун совершает сложное движение и через кривошип приводит во вращение коленчатый вал.
При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при третьем полуобороте коленчатого вала называют рабочим ходом. В конце рабочего хода поршня, при нахождении его около НМТ открывается выпускной клапан, давление в цилиндре сжимается до 0.3 – 0.75 МПа, а температура до 950 – 1200 
.
4. Такт выпуска. При четвертом полуобороте коленчатого вала поршень перемещается от НМТ к ВМТ. При этом выпускной клапан открыт, и продукты сгорания выталкиваются из цилиндра в атмосферу через выпускной газопровод.
Смешанный цикл – это цикл, состоящий из изобарного, двух изохорных и двух адиабатных процессов при условии, что источники тепла по изохоре и изобаре не имеет теплового сообщения с холодильником по изохоре. Этот цикл является идеальной схемой циклов бескомпрессорных дизелей. На рис. 1 изображен идеальный газовый смешанный цикл не полного расширения в координатах p – v и T – s. Цикл осуществляется следующим образом. 1 кг идеального газа с начальными параметрами (
, t1) сжимается по адиабате 1-2, давление и температура газа в этом процессе увеличивается. Затем к газу подводится тепло, сначала в изохорном процессе 2-3; потом в изобарном процессе 3-4. Далее газ расширяется по адиабате 4-5, давление и температура газа в этом процессе уменьшаются. Давление в конце процесса расширения больше, чем давление в начале процесса сжатия. Затем в изохорном процессе 5-1 происходит отвод тепла в холодильник, давление и температура газа при этом уменьшаются, рабочее тело возвращается в начальное состояние. В результате совокупности этих процессов совершается цикл с положительной результирующей работай, которая определяется площадью, ограниченной точками 123451. Итак, в рассмотренном цикле тепло подводится по изохоре и по изобаре, поэтому этот цикл называется смешанным.
Обычно цикл ДВС задается параметрами начальной точки 1(p1, 
), значениями таких характеристик как степень сжатия ɛ = v1/v2, степень повышения давления λ = p3/p2, степень предварительного расширения ρ = v4/v3, и показателями политропы сжатия n1 и расширения n2. Как правило, 1.0 < n2 < n1 < k, и значения показателей политроп зависят от интенсивности теплообмена между рабочим телом и стенками цилиндра, которое приходится специально охлаждать, чтобы уменьшить теплонапряженность деталей ЦПГ.
Задания на курсовую работу
Провести расчет идеального цикла ДВС со смешанным подводам тепла (рис. 1).
Рис.1 Цикл со смешанным подводам тепла.
Давление и температура в точке 1: 
= 0,95 кг/см2 t1 = 20°C
Степень сжатия: ɛ = 16.4
Степень повышения давления в цилиндре: λ = 1.6
Степень предварительного расширения: ρ = 1.15