Все о транспорте
 

Методика теплового расчета двигателя внутреннего сгорания

Материалы » Методика теплового расчета двигателя внутреннего сгорания

Тепловой расчёт двигателя включает:

1) Расчёт всех основных процессов цикла (впуска, сжатия, сгорания, расширения, выпуска) и определение параметров рабочего тела (объёма, давления) в характерных точках цикла (a, c, z’, z b, r). На основе этих расчётов строят индикаторную диаграмму в системе координат p-v.

2) Определение основных энергетических индикаторных показателей, среди которых:

Li - индикаторная работа цикла;

Pi - среднее индикаторное давление, а также экономических индикаторных показателей; среди них:

hi - индикаторный к. п. д.;

gi - удельный индикаторный расход топлива.

После оценки механического к. п. д. двигателя определяют также аналогичные эффективные показатели: (энергетический (Ре) и экономические (he, ge)).

3) Определение основных размеров цилиндра (диаметра D и хода поршня S), а также характерных объёмов:

рабочего объёма цилиндра Vh;

объёма камеры сжатия Vc;

полного объёма цилиндра Va;

литража двигателя .

Тепловой расчёт выполняют для нормального режима.

Наддув, степень сжатия, цилиндр, коэффициент избытка воздуха, рабочее тело, индикаторное давление.

В качестве источника механической энергии на современных автомобилях и тракторах применяют в основном двигатели внутреннего сгорания (ДСВ). В ДСВ химическая энергия топлива преобразуется сначала в тепловую в процессе сгорания, а затем теплота превращается в механическую энергию на валу двигателя. Вырабатываемая механическая энергия частично используется для обслуживания внутренних систем двигателя (охлаждения, смазки, питания), а также внешних систем автомобиля или трактора (электроснабжения; тормозных, если тормозные системы с гидро- или пневмоприводом и т.д.). Но основным потребителем механической энергии является движитель (приводные колёса или гусеницы), куда энергия подаётся с помощью трансмиссии.

Основные показатели автомобиля или трактора (скорость движения, максимальная грузоподъёмность, экономичность, экологические факторы и т.п.) определяются главным образом двигателем. Поэтому, представляется очень важным уметь прогнозировать показатели двигателя и его характеристики, чтобы удовлетворить требованиям транспортного средства.

На современных автомобилях и тракторных применяют главным образом четырёхтактные бензиновые и дизельные двигатели. Основным направлением их форсирования и улучшения показателей служат газотурбинный наддув и охлаждение надувочного воздуха. Поэтому, необходимо выполнять тепловой расчёт двигателей именно таких типов с ориентацией на лучшие результаты, достигнутые в практике мирового автотракторного двигателестроения.

Таким образом, тепловой расчёт двигателя является первой и необходимой ступенью в процессе проектирования и создания нового двигателя или в процессе совершенствования существующего.

Исходные данные включают все необходимые для расчёта величины, а также важную информацию для обоснования выбора ряда констант и коэффициентов:

1 Тактность - четырёхтактный.

2 Вид топлива - бензин.

3 Мощность (эффективная) - Ne.

4 Частота вращения вала - n.

5 Степень сжатия - e.

6 Коэффициент избытка воздуха - a.

7 Давление наддува - Pk.

8Число цилиндров - i.

9 Отношение хода поршня к диаметру цилиндра - S/D.

Указанные величины в проектном расчёте предварительно оценивают, исходя из назначения двигателя, условий его работы, и пользуясь опытом отечественного и мирового автомобиле- и тракторостроения.

В средней климатической зоне, характерной для Украины, эти особенности можно не учитывать и расчёты вести при стандартных атмосферных условиях: Ро=0,101 МПа, То=293 К.

Для удобства исходные данные сводим в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 - Исходные данные.

Ne, кВт

n, об/мин

e

a

Pk, Мпа

i

s/d

p0

T0

D, мм

169

2600

17

1,6

0,185

6

1,1

0,101

293

2

108,0

Прототип - MAN (Германия).

Параметры рабочего тела

Рабочее тело в цилиндре представляет собой в общем случае смесь воздуха, продуктов сгорания и паров топлива. Необходимо знать конкретный состав рабочего тела в каждом процессе, так как от этого зависят теплофизические свойства рабочего тела (теплоёмкости и показатель адиабаты).

 
 

Распределение трудоемкости по видам работ
Зная суммарную трудоемкость работ можно определить трудоемкость работ по видам исходя из примерного распределение работ по видам. Таблица 9. Распределение трудоемкости по видам работ Наименование работ Общая трудоемкость станочное слесарное сварочные кузнечные % Тст % Тсл % Тсв % Ткз Ремонт тр-ов гусеничные колесные 1010,6 13,5 136,4 75,6 764 2,9 29,3 4,0 40,4 38 ...

Расчет норматива оборотных средств
Норматив оборотных средств, необходимый для образования производственных запасов определяется по каждому элементу, исходя из среднедневного расхода и норм запаса в днях по следующей формуле: Дi = Сi / 92 × Тзап.i Сi / 92 –среднедневной расход, руб./день Тзап.i –норма запаса, дни Сырье и основные материалы: Досн = (141900 / 92) × 11 = 16966,30 (руб.) Вспомогательные материалы: Двсп. = ( 27400 / 92) × 15 = 4467,39 (руб. ...

Расчёт годовой производственной программы участка
По Таблице 3.[1. стр.17] удельная трудоёмкость для данного участка равна Туд = 12,87 чел-ч. По Таблице 5.[1. стр. 18] для программы 300 единиц ремонта следует принять поправочный коэффициент К=1,28 Годовая трудоемкость участка рассчитывается по формуле: Туч=Туд*N* K (1) где Туд - Удельная трудоёмкость. N - Количество ремонтов по заданию. К - Поправочный коэффициент. Туч = 12,87 * 300 * 1,28 = 4942,08 чел-час ...