Динамический расчет бензинового двигателя

Тип: курсовая работа
Категория: Транспорт

Скачать

Купить

Кинематика и динамика кривошипно-шатунного механизма. Расчет деталей поршневой группы. Система охлаждения бензинового двигателя - расчет радиатора, жидкостного насоса, вентилятора. Расчет агрегатов системы смазки - масляного насоса и масляного радиатора.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Федеральное агентство по высшему профессиональному образованию Российской Федерации

Государственное учреждение высшего профессионального образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СЕРВИСА И ЭКОНОМИКИ

Курсовая работа на тему

Динамический расчёт бензинового двигателя

Санкт - Петербург

2013

Содержание

Исходные данные

Введение

1. Динамический расчёт двигателя

1.1 Кинематика кривошипно-шатунного механизма

1.2 Кинематика шатуна

1.3 Динамика кривошипно-шатунного механизма

2. Расчёт детали поршневой группы

3. Система охлаждения двигателя

3.1 Расчет радиатора

3.2 Расчет жидкостного насоса

3.3 Расчет вентилятора

4. Система смазки двигателя

4.1 Расчет смазочной системы

4.2 Расчет масляного насоса

4.3 Расчет масляного радиатора

Заключение

Список использованной литературы

бензиновый двигатель расчет

Исходные данные

1. Эффективная мощность Nе=65 кВт;

2. Частота вращения коленчатого вала n=5600 об/мин;

3. Давление окружающей среды Ро=0,1 МПа;

4. Температура окружающей среды То=20 ?С;

5. Давление наддува (продувки) Рк= б/н;

6. Степень сжатия е=8,2;

7. Тип двигателя: бензиновый;

8.Число цилиндров: 4;

9. Расположение цилиндров: 2;

10. Вид топлива: бензин.

Введение

Данная работа выполняется с целью углубления и закрепления теоретических знаний по дисциплине «рабочие процессы, конструкция и основы расчёта тепловых двигателей и энергетических установок», освоения методики динамического и кинематического расчёта ДВС, научиться обоснованно выбирать необходимые параметры и анализировать результаты вычислений, усовершенствовать навыки в выполнении расчётно-графических работ.

Целью работы является освоение и практическое применение динамического и кинематического расчёта двигателя, расчёта поршня, системы охлаждения и системы смазки двигателя.

В соответствии с исходными данными за основу для выбора прототипа будет принят бензиновый двигатель.

1. Динамический расчёт двигателя

1.1 Кинематика кривошипно-шатунного механизма

При проведении кинематического исследования кривошипно-шатунного механизма используем уравнения кинематики, полученные для поршневых машин в общем и опубликованные в литературных источниках.

Кинематические исследования проводим исходя из следующих положений:

1. Рассматривается только центральный (аксиальный, нормальный) кривошипно-шатунный механизм, где ось цилиндра пересекается с осью коленчатого вала.

2. Предполагается, что вращение коленчатого вала происходит с постоянной угловой скоростью щ = const на заданном скоростном режиме работы двигателя.

3. Независимой переменной принимается угол поворота первого кривошипа коленчатого вала (град.) или (рад), отсчитываемый от положения кривошипа первого цилиндра, соответствующего положению поршня в нем в верхней мертвой точке (ВМТ) такта впуска (для четырехтактных двигателей) или ВМТ такта сжатия (для двухтактных двигателей). При этом поворот коленчатого вала (пкв) = 0? или = 0 рад (ГОСТ ДОО 23550 ? 79).

4. Основными геометрическими размерами кривошипно-шатунного механизма являются: радиус кривошипа R и длина шатуна L.

5. Характеристикой кривошипно-шатунного механизма двигателя является отношение л = R/L, которое для современных автотракторных двигателей лежит в пределах: л = R/L = 0,23...0,31.

При выборе л для проектируемого двигателя необходимо руководствоваться следующими соображениями: с точки зрения уменьшения нормальных усилий на стенку цилиндра более длинный шатун (т.е. меньшее значение л) предпочтительнее. Однако с уменьшением значения л происходит увеличение высоты и массы шатуна, что приводит к росту сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс КШМ. При коротком шатуне возникает опасность задевания шатуна за нижнюю кромку цилиндра, а юбки поршня - за коленчатый вал.

В общих случаях анализа кинематики кривошипно-шатунного механизма принимают л = 0,25.

6. Кривошипно-шатунный механизм включает три группы движущихся деталей, различающихся характером своего движения:

а) детали, совершающие вращательное движение ? кривошип коленчатого вала и т.д.;

б) детали, совершающие прямолинейное движение ? поршневая группа;

в) детали, совершающие сложное плоско-параллельное движение ? шатунная группа.

7. В кинематическом исследовании выявляются закономерности изменений по углу поворота кривошипа:

а) перемещения детали ;

б) скорости детали ;

в) ускорения детали .

Радиус кривошипа принимаем в соответствии с принятым прототипом:

R = S/2 = 70/2 = 35 мм.

Принимаем = R/Lш =0,25.

Длина шатуна будет:

Lш = R/0,25 = 35/0,25 = 140 мм.

Кривошип коленчатого вала совершает простое вращательное движение.

Поршень совершает прямолинейное возвратно-поступательное движение.

Перемещение поршня определим по формуле:

Используя данное выражение, аналитическим путём определяем значения перемещения поршня от ВМТ до НМТ для ряда промежуточных значений и результаты заносим в таблицу 1.1.1.

Уравнение текущей скорости поршня может быть получено путём дифференцирования уравнения текущего перемещения поршня по времени. Скорость поршня определим по формуле:

где угловая скорость кривошипа будет:

Результаты значения скоростей поршня для ряда промежуточных значений заносим в таблицу 1.1.1.

Средняя скорость поршня представляет собой классификационный параметр и положена в основу теории подобия движения. Среднюю скорость поршня определим по формуле:

Этот параметр определяет не только быстроходность двигателя, но и характеризует его конструкцию с точки зрения тепловой и динамической напряженности, а также линейного износа цилиндров.

Максимальная скорость поршня будет:

Положения кривошипа в моменты максимального значения скорости поршня найдём из зависимости:

Получаем углы положения кривошипа, соответствующие максимальным скоростям поршня равными:

Уравнение текущего ускорения поршня может быть получено путём дифференцирования уравнения скорости по времени (или второй производной от уравнения перемещения по времени). Ускорение поршня вычислим по формуле:

Ускорение достигает максимальных значений при положении поршня в ВМТ (), а минимальные (наибольшие отрицательные) значения его имеют место в НМТ () и составляют соответственно:

Результаты значения скоростей поршня для ряда промежуточных значений заносим в таблицу 1.1.1.

Таблица 1.1.1 - Перемещение, скорость и ускорение поршня

Угол поворота кривошипа от В.М.Т., , град.	0	30	60	90	120	150	180	210	240	270	300	330	360
Перемещение поршня, Sп, мм	0	5,8	20,8	39,4	55,8	66,4	70	66,4	55,8	39,4	20,8	5,8	0
Скорость поршня, п, м/с	0	12,5	20	20,5	15,6	8	0	-8	-15,6	-20,5	-20	-12,	0
Ускорение поршня, jп, м/с2	15024	11911<... Другие файлы: Тепловой расчет четырехтактного бензинового двигателя Тепловой расчет номинального режима работы двигателя. Элементарный состав бензинового топлива. Параметры рабочего тела, окружающей среды и остаточные... Проектирование бензинового двигателя Основные требования, предъявляемые к автомобильным и тракторным двигателям. Тепловой расчет бензинового двигателя, выбор исходных параметров. Построен... Разработка конструкции бензинового автомобильного двигателя мощностью 90 кВт Анализ тенденций развития автомобильного двигателестроения. Материалы в современном двигателестроении и тенденции применения новых материалов. Описани... Тепловой и динамический расчет двигателя Исходные данные для теплового расчета поршневого двигателя внутреннего сгорания. Тепловой, динамический расчет и определение размеров двигателя. Поряд... Тепловой и динамический расчет двигателя. Тяговый расчет автомобиля Проведение тягового расчета автомобиля: полной массы, расчетной скорости движения, передаточных чисел трансмиссии и мощности двигателя. Обоснование те...