Тепловой и динамический расчёт двигателя внутреннего сгорания

МАДИ (ТУ)

Кафедра : Автотракторные двигатели

Тепловой и динамический расчёт двигателя внутреннего сгорания

Преподаватель: Пришвин

Студент: Толчин А.Г.

Группа: 4ДМ1

МОСКВА 1995

Задание №24

1 Тип двигателя и системы питания - бензиновый,карбюраторная.

2 Тип системы охлаждения - жидкостная.

3 Мощность =100 (кВт)

4 Номинальная частота вращения n=3200 ()

5 Число и расположение цилиндровV- 8

6 Степень сжатия - =7.5

7 Тип камеры сгорания - полуклиновая .

8 Коэффицент избытка воздуха - =0.9

9 Прототип - ЗИЛ-130

=================================================

Решение:

Элементарный состав бензина в весовых массовых долях:

С=0.855 ; Н=0.145

Молекулярная масса и низшая теплота сгорания :

=115(кг/к моль) ; Hu=44000(кДж/кг)

=7.5 ОЧ=75-85



Возьмём к=0.47

P0=0.1 (MПа) ; T0=298 (K)

Tr=900-1000 (K) ; Возьмём Tr=1000 (K)

Pr=(1.05-1.25)P0 (MПа) ; Pr=1.2*P0=0.115 (Mпа)

; Возьмём

Наше значение входит в этот интервал.

;

;

;

Возьмём

;

;

;

;

;

;

, где

;

; Возьмём

;

;

;

; Возьмём

;

; Возьмём ;

;

Наше значение входит в интервал .

;

; Возьмём

;

;

; - коэф. короткоходности

k=0.7-1.0 ; Возьмём k =0.9

*****************************************************************

Построение производится в координатах : давление (Р) -- ход поршня (S).

1 Рекомендуемые масштабы

а) масштаб давления : mp=0.025 (Мпа/мм)

б) масштаб перемещения поршня : ms=0.75 (мм*S/мм)

2

3

4

5

6

7 Строим кривые линии политроп сжатия и расширения

Расчёт производится по девяти точкам.

8 Построение диаграммы,соответствующей реальному (действительному)

циклу.

Угол опережения зажигания :

Продолжительность задержки воспламенения (f-e) составляет по углу

поворота коленвала :

С учётом повышения давления от начавшегося до ВМТ сгорания давление конца сжатия Pcl (точка сl) составляет:

Максимальное давление рабочего цикла Pz достигает величины

Это давление достигается после прохождения поршнем ВМТ при повороте коленвала на угол

Моменты открытия и закрытия клапанов определяются по диаграммам фаз газораспределения двигателей-протатипов,имеющих то же число и расположение цилиндров и примерно такую же среднюю скорость поршня,что и проектируемый двигатель.

В нашем случае прототипом является двигатель ЗИЛ-130. Его характеристики:

Определяем положение точек :

Выбор масштабов:

Давления

Угол поворота коленвала

Ход поршня

Диаграмма удельных сил инерции Pj возвратно-поступательных движущехся масс КШМ

; избыточное давление газов

Аналитическое выражение сил:

угол поворота кривошипа

угол отклонения шатуна

Расстояние смещения полюса диаграммы

Расстояние от нового полюса Пшш до любой точки диаграммы равно геометрической сумме векторов Krш и S

У 4х тактного V-образного 8ми цилиндрового двигателя коленвал несимметричный.Такой двигатель рассматривают как четыре 2ух цилиндровых V-образных двигателя,последовательно размещённых по оси коленвала.

Равнодействующая сил инерции I порядка каждой пары цилиндров, будучи направлена по радиусу кривошипа,уравновешивается противовесом,т.е. в двигателе с противовесами:

Сила инерции 2-го порядка пары цилиндров:

Все эти силы лежат в одной плоскости,равны по абсолютному значению, но попарно отличаются лишь знаками.Их геометрическая сумма = 0.

Моменты от сил инерции II порядка,возникающие от 1-й и 2-й пар цилиндров,равны по значению и противоположены по знаку;точно так же от 2-й и 3-й пар цилиндров.

Величина суммарного крутящего момента от всех цилиндров получается графическим сложением моментов от каждого цилиндра,одновременно действующих на коленвал при данном значении угла 

Последовательность построения Мкр :

На нулевую вертикаль надо нанести результирующую суммирования ординат 0+3+6+9+12+15+18+21 точек,на первую 1+4+7+10+13+16+19+22

точек и т.д.

Потом сравнивается со значением момента полученного теоретически.

Проверка правельности построения диаграммы:

Схема пространственного коленчатого вала 8 цилиндрового V-образного двигателя