Министерство  образования

 Российской  Федерации 

Вологодский  государственный

технический  университет 
 
 

                                                                      Факультет: ФПМ

                                                                      Кафедра: А и АХ

                                                                      Дисциплина: АД 
 

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К  КУРСОВОМУ  ПРОЕКТУ

Тема: расчет карбюраторного V-образного четырехцилиндрового двигателя

на шасси  автомобиля ЗАЗ-968М

(N_e=60 л.с. (44,1 кВт), n=4500 мин^-1, e=7,5, воздушное охлаждение) 
 

                                                             Выполнил: Дроздов Д. В.

                                                             Группа: МАХ-41

                                                             Принял: к.т.н. Яковицкий А. А. 
 
 
 
 
 
 

Вологда, 2001 г.

Содержание

 
 

   Введение

   Задание на  курсовой проект

1. Тепловой расчет
2. Построение внешней скоростной характеристики двигателя
3. Сравнение параметров проектируемого двигателя и прототипа
4. Расчет кинематики и динамики двигателя
1. Кинематический расчет
2. Динамический расчет
5. Анализ компьютерного расчета на ЭВМ
6. Уравновешивание двигателя
7. Расчет основных деталей двигателя
8. Спец. разработка  ( система охлаждения)

 Заключение

 Список литературы 
 
 

 

                                                  ВВЕДЕНИЕ

 

    На  наземном транспорте наибольшее распространение  получили двигатели внутреннего  сгорания. Эти двигатели отличаются компактностью, высокой экономичностью, долговечностью и применяются во всех отраслях народного хозяйства.

    В настоящее время особое внимание уделяется уменьшению токсичности  выбрасываемых в атмосферу вредных веществ и снижению уровня шума работы двигателей.

    Специфика технологии производства двигателей и  повышение требований к качеству двигателей при возрастающем объеме их производства, обусловили необходимость создания предполагаемые показатели цикла, мощность и экономичность, а также давление газов, действующих в надпоршневом пространстве цилиндра, в зависимости от угла поворота коленчатого вала. По данным расчета можно установить основные размеры двигателя (диаметр цилиндра и ход поршня) Успешное применение двигателей внутреннего сгорания, разработка опытных конструкций и повышение мощностных и экономических показателей стали возможны в значительной мере благодаря исследованиям и разработке теории рабочих процессов в двигателях внутреннего сгорания.

    Выполнение  задач по производству и эксплуатации транспортных двигателей требует от специалистов глубоких знаний рабочего процесса двигателей, знания их конструкций и расчета двигателей внутреннего сгорания.

    Рассмотрение  отдельных процессов в двигателях и их расчет позволяют определить и проверить на прочность его  основные детали.

 

    

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

    По  заданным параметрам двигателя произвести тепловой расчет, по результатам расчета построить индикаторную диаграмму, определить основные параметры поршня и кривошипа. Разобрать динамику кривошипно-шатунного механизма. Построить график средних крутящих моментов.

    Параметры двигателя: 

 

    

1.ТЕПЛОВОЙ  РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ  [1, с.72-94]

1.1. Выбор исходных данных

1.1.1. Топливо 

   Степень сжатия  проектируемого двигателя  e =7,5. В качестве топлива выбираем бензин марки А-76.

   Элементарный  состав  топлива:  С+Н+О=1

где C=0,855; H=0,145; О=0.

   Молекулярная  масса топлива: М_T=115 кг/кмоль.

   Низшая  теплота сгорания топлива: 

        Н_u=33,91C+125,60H-10,89(O-S)-2,51(9H+W);

        Н_u=33,91*0,855+125,60*0,145-2,51(9*0,145)=43930 кДж/кг.

      

1.1.2. Параметры  рабочего  тела 

   Теоретически  необходимое количество воздуха  для сгорания 1кг топлива:

                                             

        кг возд./кг топл.

                     

       кмоль возд./кг топл.

   Коэффициент   избытка  воздуха  α  принимаем  равным  0,96 для  получения  оптимального соотношения  экономичности  и  мощности  проектируемого двигателя.

   Количество  горючей  смеси: М₁ =  aL_o+1/ m_т = 0,96*0,516+1/115= 0,5050  кмоль.

   При  неполном сгорании топлива ( a<1 ) продукты сгорания представляют собой смесь окиси углерода (СО), углекислого газа (СО₂) , водяного пара (Н₂О), свободного водорода (Н₂) , и азота (N₂) . Количество отдельных составляющих продуктов сгорания и их сумма при К=0,5 (К-постоянная зависящая от отношения количества водорода к окиси углерода, содержащихся в продуктах сгорания):

        М_СО =2*[(1-a)/(1+K)]*0,208*L_o;

        М_СО =2*[(1-0,96)/(1+0,5)]*0,208*0,517=0,0057 кмоль/кг топл.

        М_СО =С/12-2*[(1-a)/(1+K)]*0,208*L_o;

        М_СО =0,855/12-2*[(1-0,96)/(1+0,5)]*0,208*0,517=0,0655 кмоль/кг топл.

        М_Н =2*К*[(1-a)/(1+K)]*0,208*L_o;

        М_Н =2*0,47*[(1-0,96)/(1+0,5)]*0,208*0,517=0,0029 кмоль/кг топл.

        М_{Н О}=Н/2-2*К*[(1-a)/(1+K)] *0,208*L_o;

        М_{Н О}=0,145/2-2*0,47*[(1-0,96)/(1+0,5)]*0,208*0,517=0,0696 кмоль/кг топл.

        М_N =0,792*aL_o;

        М_N =0,792*0,96*0,517=0,393 кмоль/кг топл.

   Суммарное  количество продуктов сгорания:

        М₂ =М_СО+М_СО +М_Н + М_{Н О} + М_N ;

        М₂ =0,0073+0,063+0,0034+0,069+0,388=0,5367 кмоль/кг топл.

   Проверка:

        М₂ =С/12+Н/2+0,792*a*L_o;

        М₂=0,855/12+0,145/2+0,792*0,96*0,517=0,5367 кмоль/кг топл. 

1.1.3. Параметры  окружающей  среды  и  остаточных газов 

   Атмосферное  давление и температура окружающей  среды: p_o=0,101 МПа; T_o=293 К. Температуру остаточных газов принимаем на основании опытных данных [1,с.43]:

        Т_r =1040 К; p_r =1,16*p_o =1,16*0,101=0,11716 МПа.

Давление остаточных газов Р_r можно получить на номинальном режиме:

      Р_rN=1,18*Р₀=0,118 Мпа

      А_р=(Р_rN - Р₀*1,035) *10⁸/(n_N²*Р₀)=0,716

Находим давление остаточных газов Р_r:

      Р_r= Р₀* (1.035+ Ар*10^-8*n²)

      Р_r=0,101* (1,035+0,716*10^-8*4500²)=0,118 МПа 

1.2. Процесс  впуска 

   Температуру   подогрева свежего  заряда  принимаем на  основании  опытных   данных [1,с.44]: DТ=8 ⁰ C.

   Плотность   заряда на  впуске: ρ_о= р₀ *10⁶ /(R_В*T_О) =0,101*10⁶/(287*293) =1,189 кг/м³,

где р₀ =0,101 МПа; Т₀ =293 К; R_В - удельная газовая постоянная равная 287 Дж/(кг* град).

   Давление  заряда  в  конце  наполнения  Р_а принимаем на  основании  рекомендаций [1,с.44] в зависимости  от  средней  скорости поршня С_п=S*n/30, где S - ход поршня, n-заданная  частота вращения  коленвала двигателя:   С_п =0,092 *4500/30=9,51 м/с.

   Принимаем   р_а=0,0909 МПа.

   Коэффициент  остаточных газов:

          γ_r= ,