Реферат: Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ

⚡ 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Задача
сформулирована
в прямой постановке,
когда известны
основные данные
двигателя
(диаметр цилиндра,
ход поршня,
степень сжатия,
тип камеры
сгорания), а
также вид топлива
и требуется
определить
показатели
его эффективности
и экономичности.
На основе
разработанной
физико-математической
модели (ФММ) с
помощью персональной
ЭВМ получают:

расчётную
индикаторную
диаграмму
двигателя, для
этого рассчитываются функции
V(φ); m(φ); T(φ); P(φ);

цикловые
показатели
двигателя
(индикаторную
работу цикла
Li, индикаторную
мощность Ni);

удельные
цикловые показатели
(среднее индикаторное
давление p i ;
индикаторный
КПД η i ;
удельный
индикаторный
расход топлива
g i );

данные о
влиянии определенного
фактора Z
(конструктивного,
режимного,
регулировочного,
эксплуатационного
и т.д.) на показатели
двигателя и
на состояние
рабочего тела
в цилиндре.

Решение
поставленной
задачи завершается
общей оценкой
технических
качеств двигателя,
а также принятием
инженерного
решения (или
выдачей рекомендаций)
о рациональном
выборе конкретных
конструктивных,
регулировочных
и других характеристик.
Если последнее
невозможно,
то ограничиваются
констатацией
выявленного
влияния фактора
Z на конечные
результаты
и объяснением
физических
причин этого
влияния.

Задача решается
с помощью
физико-математической
модели 2-го уровня,
включающей
дифференциальные
и конечные
уравнения для
определения
четырёх параметров
состояния
рабочего тела
(объёма V, массы
m, температуры
T и давления
P). При разработке
модели приняты
следующие
допущения:

1) процессы
газообмена
(выпуска, продувки,
впуска) не
рассчитываются,
так как они
протекают при
малых перепадах
давлений и
вносят незначительный
энергетический
вклад в сравнении
с другими процессами;
влияние этих
процессов на
показатели
двигателя
учитывают на
основе статистических
данных путём
выбора начальных
условий;

2) теплоёмкости
рабочего тела
принимаются
различными
для свежего
заряда и для
продуктов
сгорания, но
неизменными
для процесса
сжатия, а также
для процессов
сгорания-расширения;
указанные
теплоёмкости
выбраны средними
в диапазоне
температур
и состава рабочего
тела;

3) температуры
ограничивающих
стенок (поршня,
крышки и цилиндра)
считаются
одинаковыми
в течение цикла;

4) параметры
рабочего тела
являются неизменными
по объёму в
любой момент
времени;

Система
дифференциальных
уравнений
дополнена
соотношениями,
описывающими
реальные процессы
сгорания и
теплообмена
со стенками.
Решается система
уравнений на
персональной
ЭВМ методом
Эйлера. Начальные
условия (параметры
рабочего тела
в цилиндре в
начале счёта-Va,
ma, Ta, Pa) задают,
пользуясь
опытными
статистическими
данными, и уточняют
с помощью уравнения
состояния.
Граничные
условия (давление
P k и
температура
T k на
впуске, давление
P т и
температура
T т на
выпуске, температура
T w ограничивающих
стенок) оценивают
по экспериментальным
материалам.
Уравнения
выражают зависимости
параметров
рабочего (V, m, T, P)
и некоторых
других характеристик
(закономерностей
сгорания и
теплообмена)
от угла поворота
коленчатого
вала φ. Начало
отсчёта угла
φ выбирают в
начале такта
впуска при
положении
поршня в ВМТ,
поэтому рас- чёт
рабочего цикла
ведут в диапазоне
φ=180…450°. Шаг интегрирования
выбирают в
пределах ∆φ=1..5°.

Основная
система уравнений
включает
кинематические
соотношения,
характеризующие
изменение
объёма и поверхности
цилиндра, уравнения
материального
и энергетического
баланса, а также
уравнения
состояния
рабочего тела.

Объём цилиндра
изменяется
в соответствии
с закономерностями
кривошипно-шатунного
механизма
(первое кинематическое
уравнение):

λk-отношение
радиуса кривошипа
к длине шатуна.

Путём дифференцирования
соотношения
(1) получим приращение
объёма:

которое
представляет
собой первое
кинематическое
уравнение в
дифференциальной
форме.

Так как процессы
газообмена
не рассматриваются,
то масса рабочего
тела в цилиндре
изменяется
только за счёт
испарения и
сгорания топлива.
В дизельном
двигателе
топливо поступает
в цилиндр в
жидком виде,
и в таком состоянии
оно рабочим
телом не является.
Затем топливо
испаряется
и сгорает, образуя
газообразные
продукты сгорания.
Различие по
времени между
испарением
и сгоранием
в реальных
условиях ДВС
невелико, поэтому
будем считать,
что увеличение
массы рабочего
тела за счёт
топлива происходит
в процессе
сгорания.

Следовательно,
приращение
массы рабочего
тела можно
представить
в виде:

d m =∆m тц Чdx,
(3)

где ∆m тц
- цикловая массовая
подача топлива;
х-доля
топлива, сгоревшего
в цилиндре к
данному моменту
времени.

При отсутствии
сгорания d x =0
и d m =0,
то есть масса
рабочего тела
остаётся неизменной.
Это наблюдается
в процессах
сжатия и расширения.

Соотношение
(3) является
уравнением
материального
баланса в цилиндре
двигателя
внутреннего
сгорания.
Уравнение
энергетического
баланса в цилиндре
составлено
на основе первого
начала термодинамики
для закрытой
нетеплоизолированной
системы:

где C v
- теплоёмкость
рабочего тела
при постоянном
объёме;

dQ c
- элементарное
количество
теплоты, подведенное
при сгорании;

dQ w
- элементарное
количество
теплоты, подведенное
от стенок (отведенное
в стенки);

К - показатель
адиабат рабочего
тела.

Система
основных уравнений
замыкается
с помощью уравнения
состояния
рабочего тела,
которое может
быть использовано
в дифференциальной
форме:

pV=RmT,
(6)

где R
- газовая постоянная
рабочего тела.

Система
уравнений
(1)-(6) позволяет
рассчитать
цикл ДВС, получить
необходимые
функции:V(φ),
m(φ),
T(φ),
P(φ)
и построить
индикаторную
диаграмму. Для
этого дополняют
соотношениями,
описывающими
закономерности
сгорания и
теплообмена.

Элементарное
количество
теплоты, подведенное
к рабочему телу
при сгорании:

где H u
- действительная
теплота сгорания
топлива, зависящая
от рода топлива
и состава смеси
(соотношения
между количеством
топлива и воздуха
в смеси).

при α <
1 Hu=Huт-120Ч10 6 (1-α)Lo,
(8)

где α - коэффициент
избытка воздуха;

Huт
- теоретическая
теплота сгорания
(при полном
сгорании топлива);

Lo
- теоретически
необходимое
мольное количество
воздуха для
сгорания 1 кг
топлива.

Закономерность
тепловыделения
при сгорании
описывается
эмпирической
формулой Вибе,
полученной
путем обработки
многочисленных
опытных индикаторных
диаграмм многих
двигателей:

где m 1
- эмпирический
показатель
сгорания, зависящий
от типа двигателя
(способа смесеобразования);

φ с ,φ z
- углы поворота
вала двигателя,
соответствующие
началу и концу
сгорания.

Коэффициент
6,908 в уравнении
(9) получен при
условии, что
к концу сгорания
доля сгоревшего
топлива составляет
0,999. Расчёт функции
х
ведут в диапазо
не φ c
≤ φ ≤ φ z ,
в других случаях,
когда φ < φ с
или φ > φ z ,
принимают dx=0,
что соответсвует
отсутствию
сгорания.

Элементарное
количество
теплоты, подведенное
к рабочему телу
за счёт теплообмена
со стенками,
выражается
с помощью формулы
Ньютона-Рихмана:

В течение
рабочего цикла
ДВС возможны
соотношения
Tw
>< Т. Если Tw>Т,
то dQw>0,
это означает,
что тепловой
поток направлен
от стенок к
рабочему телу.
Если Tw
< Т, то dQw
< 0, и тепловой
поток направлен
от рабочего
тела в стенки.

В формуле
(10) величина Tw
представляет
собой осреднённую
температуру
поверхностей.
В случаях, когда
температуры
основных деталей
(поршня, крышки,
цилиндра, клапанов)
сильно отличаются,
учитывают
локальные
условия теплообмена
и формулу записывают
в виде:

где i
- количество
различных
поверхностей
теплообмена.

Площади
поверхностей
поршня и крышки
зависят от их
размеров и
конфигурации
и для данного
двигателя
постоянны, а
площадь поверхности
цилиндра является
функцией угла
поворота вала,
что выражается
вторым кинематическим
уравнением:

So
- минимальное
расстояние
между поршнем
и крышкой при
положении
поршня в ВМТ,
м; во многих
случаях величиной
So
можно пренебречь
ввиду её малости.

Коэффициент
теплоотдачи
α w
зависит от
условий теплообмена
на границе
газ-стенки, то
есть от многих
факторов. Его
определяют
по эмпирическим
зависимостям.
В данной методике
использована
эмпирическая
формула Пфлаума:

где α w
- коэффициент
теплоотдачи,
Вт/(м 2 ЧК);

При отсутствии
наддува считают
Pк
= Ро.

Конечной
целью расчёта
является определение
мощностных
и экономических
показателей
двигателя. К
мощностным
показателям
относятся:

Li
= ∫pЧdV,
(14)

Pi =
Li / Vh,
(15)

где Vh
- рабочий объём
цилиндра, м 3 ;

Ni
= LiЧn
/
τ,
(16)

τ - коэффициент
тактности (для
четырёхтактных
ДВС τ=2).

По формуле
(16) определяется
мощность в
одном цилиндре.

В качестве
экономических
показателей
служат:

удельный
индикаторный
расход топлива,
кг/(кВтЧч)

Эффективные
показатели
двигателя
определяют,
используя
механический
КПД η m ,
который оценивают
по статистическим
данным:

η e
= η i Чη m ,
g e
= g i
/ η m .

Систему
уравнений,
приведенную
в данном разделе,
решают численными
методами с
помощью ЭВМ.
Для этого составляют
алгоритм и
программу
расчётов.

1. Методические
указания к
курсовой работе
“Расчёт рабочего
цикла двигателя
внутреннего
сгорания
автотракторного
типа с помощью
персональной
ЭВМ” / Сост. Я.А.
Егоров. Запорожье:
ЗМИ, 1992.−31с.

2. Колчин А.И.,
Демидов В.П.
Расчёт автомобильных
и тракторных
двигателей.− М.:
Высш. шк., 1980.−400с.

3. Двигатели
внутреннего
сгорания / Под
ред. В.Н. Луканина.−М.:
Высш. шк., 1985.−311с.

4. Двигатели
внутреннего
сгорания:
Теория поршневых
и комбинированных
дви- гателей
/ Под ред. А.С.
Орлина, М.Г.
Круглова.−М.:
Машиностроение,
1983.− 372с.
Рисунок
2 – Индикаторные
диаграммы
рабочего цикла
двигателя МЕМЗ
-245 в системе
координат Т-V
в зависимости
от частоты
вращения вала.

Рисунок 1.2 –
Индикаторные
диаграммы
рабочего цикла
двигателя
КамАЗ-740
в системе
координат T-V в
зависимости
от степени
сжатия
ε

Рисунок 1.3 –
График зависимости
индикаторной
работы цикла
Li от степени
сжатия ε

Рисунок 1.4 –
График зависимости
среднего
индикаторного
давления p i
от сте - пени
сжатия ε

Рисунок
5 – График
зависимости
индикаторного
КПД η i
от
частоты вращения
вала

Рисунок
6 – График
зависимости
удельного
индикаторного
расхода топлива
g i

Рисунок
7 – График
зависимости
максимального
давления цикла
Р max
от частоты
вращения вала

Рисунок
8 – График
зависимости
максимальной
температуры
цикла T max
от
частоты вращения
вала.
Исходные
данные для
расчёта рабочего
цикла двигателя
ЗИЛ-130 к программе
Студент
гр.Т-110
В.Р.Абдеев
Преподаватель

Я.А.Егоров
Исходные
данные для
исследования
рабочего цикла
двигателя
КамАЗ-740 к про- грамме
Студент
гр.Т-110
С.В.Копицын
Преподаватель

Я.А.Егоров
Исходные
данные для
исследования
рабочего цикла
двигателя
КамАЗ-740 к про- грамме
Студент
гр.Т-110
С.В.Копицын
Преподаватель

Я.А.Егоров
Исходные
данные для
исследования
рабочего цикла
двигателя
КамАЗ-740 к про- грамме
Студент
гр.Т-110
С.В.Копицын
Преподаватель

Я.А.Егоров
Исходные
данные для
исследования
рабочего цикла
двигателя
КамАЗ-740 к про- грамме
Студент
гр.Т-110
С.В.Копицын
Преподаватель

Я.А.Егоров

Министерство
образования
и науки Украины

Запорожский
национальный
технический
университет

“ Основы
теории двигателей
внутреннего
сгорания”
на
тему: “ Расчёт
рабочего цикла
двигателя
внутреннего
сго - рания
автотракторного
типа с помощью
персона -
льной ЭВМ”
студент
группы Т-110
В.Р.
Абдеев
профессор

Я.А. Егоров

Название: Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ
Раздел: Рефераты по транспорту
Тип: реферат
Добавлен 13:59:46 29 сентября 2005 Похожие работы
Просмотров: 2624
Комментариев: 16
Оценило: 6 человек
Средний балл: 4.3
Оценка: 4   Скачать

Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Если Вам нужна помощь с учебными работами, ну или будет нужна в будущем (курсовая, дипломная, отчет по практике, контрольная, РГР, решение задач, онлайн-помощь на экзамене или "любая другая" учебная работа...) - обращайтесь: https://clck.ru/P8YFs - (просто скопируйте этот адрес и вставьте в браузер) Сделаем все качественно и в самые короткие сроки + бесплатные доработки до самой сдачи/защиты! Предоставим все необходимые гарантии.
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Реферат: Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ
Доклад: Формирование налоговой системы
Реферат: " методологическая роль марксистко-ленинской диалектик в решении проблемы хрономедицины "
Дипломная работа: Основные приемы формирования однолетник бобово-злаковык агроценозов в лесостепи Среднего Поволжья
Конспекты лекций: Правовое регулирование рынка ценных бумаг
Дипломная работа по теме Методические основы развития творческих способностей на уроках русского языка
Реферат: Рыночная атрибутика товара, её характеристика
Правдин Недоросль Сочинение
Контрольная работа по теме Инвестиционная деятельность банка на рынке ценных бумаг
Контрольная работа: Контрольная работа по Статистике 16
Реферат: Профилактика кариеса и заболеваний слизистой оболочки полости рта
Сочинение Горе От Ума Комедия Или Драма
Алиса Придумай Сочинение По Этой Картинке
Реферат по теме Классификация структур сетей ЭВМ
Реферат по теме Маркетинговое исследование боулинг-клуба
Реферат: Расчетная работа. КМОП схема И-НЕ. Скачать бесплатно и без регистрации
Всероссийская Контрольная Работа По Информационной Безопасности Сертификат
Общая Характеристика Реализации Норм Права Реферат
Реферат: Предпринимательская деятельность
Отчет по практике по теме Теодолитная и тахеометрическая съемки
Контрольная Работа По Математике 8 Класс Годовая
Реферат: Волчьи следы
Реферат: Анатомия костистых рыб
Реферат: Уединённый труд души как основная форма саморазвития личности