Построение индикаторных диаграмм

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Двигатели, автомобили и гусеничные машины

Курсовой проект

Расчет рабочего цикла и газообмена в ДВС

Санкт-Петербург 2013г

Содержание

Введение

. Исходные данные

. Процесс наполнения

. Процесс сжатия

. Процесс сгорания

. Процесс расширения

. Индикаторные показатели

. Эффективные показатели

. Размеры цилиндра

. Построение индикаторных диаграмм

Литература

Введение

Задачами выполнения курсовой работы являются углубленное усвоение лекционного материала по курсу «Теория рабочего процесса ДВС», получение навыков правильной ориентировки в выборе исходных данных для расчетов в зависимости от типа и назначения двигателя. Тепловой расчет определяет конструктивное исполнение узлов, непосредственно влияющих на рабочий процесс.

Исходные данные

Автомобильный четырехтактный бензиновый двигатель без надува с параметрами:

1. - эффективная мощность

. - частота вращения

. - давление окружающей среды

. - температура окружающей среды

. - геометрическая степень сжатия

. - коэффициент избытка воздуха

. - коэффициенты использования теплоты

. - давление остаточных газов

. - температура остаточных газов

. - коэффициент остаточных газов

. - подогрев заряда от стенок цилиндра

. - давление в начале сжатия

. - механический КПД

. - коэффициент дозарядки

. - коэффициент очистки объема сжатия

. - коэффициент равный отношению теплоемкостей остаточных газов и свежего заряда

Процесс наполнения

двигатель сгорание индикаторный рабочий

Температуру воздуха перед впускными органами для четырехтактных двигателей без надува считаем равной температуре окружающей среды:

Коэффициент наполнения:

Коэффициент остаточных газов:

Температура рабочего тела в начале сжатия:

Процесс сжатия

Средняя мольная теплоемкость смеси на ходе сжатия:

Средний показатель политропы сжатия :

Пусть , тогда температура в конце сжатия:

Уточним показатель политропы сжатия:

Температура в конце сжатия:

Давление в конце сжатия:

Процесс сгорания

Кол-во воздуха, теоретически необходимое для сгорания 1 кг топлива:

Количество свежего заряда:

Количество продуктов сгорания:

Теоретический коэффициент молекулярного изменения:

Действительный коэффициент молекулярного изменения:

Доля топлива сгоревшего в точке (z):

Коэффициент молекулярного изменения в точке (z):

Теплотворная способность топлива:

где - потеря от неполноты сгорания топлива.

Средняя мольная теплоемкость рабочего тела в точке (z):

Максимальная температура сгорания:

Теоретическое максимальное давление:

Процесс расширения

Степень предварительного расширения для бензинового двигателя: .

Степень последующего расширения для бензинового двигателя: .

Средняя мольная теплоемкость рабочего тела в точке (b):

для бензинового двигателя: и

Показатель политропы расширения:

Пусть , тогда температура в конце расширения:

Уточним показатель политропы расширения

Температура в конце расширения:

Давление в конце расширения:

Индикаторные показатели

Среднее индикаторное давление теоретического цикла:

Среднее индикаторное давление цикла:

Индикаторный КПД:

Удельный индикаторный расход топлива:

Эффективные показатели

Среднее эффективное давление:

Эффективный КПД:

Удельный эффективный расход топлива:

Размеры цилиндра

Число цилиндров примем равным .

Рабочий объем одного цилиндра:

где - коэффициент тактности для четырехтактного бензинового двигателя.

Примем .

Диаметр цилиндра:

Ход поршня:

Скорость поршня:

Построение индикаторных диаграмм

Определение объема в характерных точках.

Объем в точке:

Объем в точке(a):

Объем в точке (z):

Объем в точке (b):

Рисунок 1. Индикаторная диаграмма рабочего процесса в P-Vкоординатах.

Таблица 1. Некоторые параметры рабочего процесса в зависимости от угла поворота коленчатого вала.


			0,044	9,45	1,8754	8,0689
(-30)30	6,034	0,0311	0,0751	5,54	0,8989	4,2421
(-60)60	21,674	0,1374	0,1814	2,29	0,2663	1,4643
(-90)90	41,063	0,2115	0,2555	1,63	0,1668	0,9725
(-120)120	58,174	0,2996	0,3436	1,21	0,1106	0,6793
(-150)150	69,252	0,3567	0,4007	1,04	0,0898	0,5661
(-180)180	0,73	0,752	0,796	0,52	0,0346	0,2457