Министерство  Образования и науки Украины

    ЛНУ имени Т. Шевченко 
 
 
 
 
 
 

    Реферат

    Тема: Методика расчёта бензинового инжекторного двигателя  
 

    Выполнил:

    Проверил:  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Луганск 2010

 

     содержание 

    Введение

    1. Тепловой расчёт бензинового двигателя

1. Топливо
2. Параметры рабочего тела
3. Параметры окружающей среды и остаточные газы
4. Процесс впуска
5. Процесс сжатия
6. Процесс сгорания
7. Процессы расширения и выпуска
8. Индикаторные параметры рабочего цикла
9. Эффективные показатели двигателя
10. Основные параметры цилиндра и двигателя
11. Посторенние индикаторной диаграммы

    2. Тепловой баланс двигателя

    3. Построение внешней скоростной характеристики двигателя 

 

    

    Введение 

    Современные наземные виды транспорта обязаны своим  развитием главным образом применению в качестве силовых установок  поршневых двигателей внутреннего сгорания. Именно поршневые ДВС до настоящего времени являются основным видом силовых установок, преимущественно используемых на автомобилях, тракторах, сельскохозяйственных, дорожно-транспортных и строительных машинах.

    Являясь достаточно сложным агрегатом, любой двигатель должен вбирать в себя многие достижения постоянно развивающихся различных направлений и отраслей науки: химии и физики, гидравлики и аэродинамики, теплотехники и электроники, металлургии и сопротивления материалов, математики и вычислительной техники и т. д. и т. п.

    Выполнение  сегодняшних задач и движение к прогрессу требует от специалистов, связанных с производством и  эксплуатацией автомобильных двигателей, глубоких знаний теории, конструкции  и расчета двигателей внутреннего сгорания.

    Прогресс  в автомобильной промышленности, дальнейшее увеличение грузооборота автомобильного транспорта предусматривает не только количественный рост автопарка, но и  значительное улучшение использования  имеющихся автомобилей, повышение, культуры эксплуатации, увеличение межремонтных сроков службы.

    Тепловой  расчет позволяет с достаточной  степенью точности аналитическим путем  определить основные параметры вновь  проектируемого двигателя, а также  проверить степень совершенства действительного цикла реально работающего двигателя.

    В данном учебном пособии основное внимание уделено расчету вновь  проектируемого двигателя. В связи  с этим приводятся основные положения, необходимые для выбора исходных параметров, которые используются при  выполнении как теплового, так и последующих расчетов двигателя.

    При расчете двигателя обычно задаются величиной номинальной мощности или определяют ее с помощью тяговых  расчетов. Номинальной мощностью (N_е) называют эффективную мощность, гарантируемую заводом-изготовителем для определенных условий работы. В автомобильных и тракторных двигателях номинальная мощность равна максимальной мощности при нормальной частоте вращения коленчатого вала. Выбор или задание номинальной мощности определяется прежде всего назначением двигателя (для легкового или грузового автомобилей, трактора); его типом (бензиновый - карбюраторный или двигатель с впрыском топлива, газовый, дизель); условиями эксплуатации и т.д. Мощность современных автомобильных и тракторных двигателей колеблется в очень широких пределах – 15 – 500 кВт.

    Другим  важнейшим показателем двигателя  является частота вращения коленчатого  вала, характеризующая тип двигателя  и его динамические качества. На протяжении длительного времени  существовала тенденция повышения  частоты вращения коленчатого вала. Результатом этого являлось снижение основных размеров двигателя, его массы и габаритов. Однако с увеличением частоты вращения возрастают инерционные силы, ухудшается наполнение цилиндров, возрастает токсичность продуктов сгорания, повышается износ деталей и узлов двигателя, снижается его срок службы. В связи с этим в 60- 80-х годах частота вращения коленчатого вала двигателей практически стабилизировалась, а для отдельных типов автомобильных двигателей даже снижалась. Однако применение бензиновых двигателей с впрыском топлива во впускную систему и непосредственно в цилиндр позволило значительно увеличивать частоту вращения коленчатого вала при снижении токсичности отработавших газов. 

 

    

    1.Тепловой расчет бензинового двигателя 

    Исходные  данные

 

    В соответствии с ГОСТ Р 51105-97 /2/. для рассчитываемого двигателя принимаем бензиновое топливо марки Премиум – 95.

    1.1 Топливо

 

    Средний элементарный состав бензинового топлива:

    Углерод: C=0,855; Водород: H₂=0,145; Кислород: O₂=0.

    Низшая  теплота сгорания бензина: 

    

    1.2 Параметры рабочего  тела

 

    Теоретически  необходимое количество воздуха  для сгорания 1кг топлива. 

      

      кмоль воздуха/кг топлива

 

    

    где 0,208 – объемное содержание кислорода  в 1кмоль воздуха. 

      

      кг воздуха/кг топлива  

    где 0,23 – массовое содержание кислорода  в 1кг воздуха.  

    Коэффициент избытка воздуха.

    Принимаем: .

    Количество  горючей смеси: 

      кмоль гор. смеси/кг топлива  

    где m_Т = 115 кг/моль – молекулярная масса паров бензина.

    При неполном сгорании топлива продукты сгорания представляют собой смесь  углекислого газа СО , водяного пара Н О, кислорода О и азота N .

    Количество  отдельных компонентов продуктов  неполного сгорания топлива:

    Углекислого газа: 

      кмоль СО₂/кг топлива  

    Водяного  пара: 

 

    

      кмоль Н₂О/кг топлива  

    Кислорода: 

      

      кмоль О₂/кг топлива 

    Азота: 

       кмоль N₂/кг топлива  

    Общее количество продуктов неполного  сгорания топлива: 

      

      кмоль сгорания/кг топлива

    1.3 Параметры окружающей среды и остаточные газы

 

    Атмосферные условия 

      МПа и  К. 

    Степень сжатия 11,3

    Температура и давление остаточных газов. 

      К

       МПа

    1.4 Процесс впуска

 

    Температура подогрева свежего заряда.

    Рассчитываемый  двигатель не имеет специального устройства для подогрева свежего  заряда. Однако естественный подогрев заряда в бензиновом двигателе может достигать . Принимаем: 

       

    Потери  давления на впуске

     , 

    Примем 

     . 

    Давление  в конце впуска составляет: 

      

    Коэффициент остаточных газов  характеризует качество очистки цилиндра от продуктов сгорания и определяется по формуле: 

      

 

    

    Температура заряда в конце пуска  определяется: 

      

    Коэффициент наполнения 

      

     

    1.5 Процесс сжатия 

    Для расчетов параметров в конце сжатия примем показатель политропы равный 

     . 

    Давление  в конце сжатия: 

    

 

    

    Температура в конце сжатия: 

      

    Определим среднюю теплоемкость в конце  сжатия

    а) свежей смеси (воздуха) 

     ,

    где

      

    б) остаточных газов  определяем по рекомендации методического пособия.