Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине Автомобильные двигатели

( наименование дисциплины )

 

КПАД 08.96.00 ПЗ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Дата проверки

Выполнил студент Иванов С.В.

Результат проверки

Учебный шифр 705196

Курс 3

Проверил Казаков Ю.Ф.

Замечания

2008

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Содержание

Задание на курсовое проектирование

Введение

1. Тепловой расчёт двигателя

Параметры рабочего тела

Параметры отработавших газов

Расчёт первого такта

Расчёт второго такта

Расчёт участка подвода тепла

Расчёт третьего такта

Расчёт четвёртого такта

Индикаторные параметры рабочего цикла

Эффективные параметры рабочего цикла

Построение индикаторных диаграмм в координатах (P-V

Тепловой баланс

Скоростная характеристика двигателя

2. Динамический расчет двигателя

Расчёт сил, действующих в КШМ

Результаты динамического расчёта

Построение полярной диаграммы сил, действующих на шатунную шейку

3. Расчёт деталей двигателя на прочность

Расчёт поршня

Расчет поршневого кольца

Расчёт поршневого пальца

Расчёт стержня шатуна

4. Расчет систем двигателя

Расчет системы смазки

Схема системы смазки двигателя

Расчёт системы охлаждения

Схема системы охлаждения двигателя

5. Конструктивная разработка двигателя

Список использованной литературы

 

Чебоксарский институт (филиал) МГОУ
Техническое задание на курсовой проект по автомобильным двигателям Родионовой А. В.		КПАД 08. 96.00 ПЗ
№ Исходные параметры   1 Тип двигателя и его назначение Бензиновый двигатель для легкового автомобиля 2 Диаметр цилиндра D, м 0,082 3 Ход поршня S, м 0,070 4 Число цилиндров Р-4 5 Частота вращения номинальная n, об/мин 5800 6 Число клапанов на цилиндр 4 7 Тип охлаждения жидкостное 8 Давление окружающей атмосферы , МПа 0,1 9 Температура окружающей атмосферы , K 293 10 Средняя скорость заряда в клапане  , м/сек 70 11 Коэффициент сопротивления при впуске 2,4 12 Коэффициент избытка воздуха 1,0 13 Коэффициент дозарядки 1,05 14 Коэффициент очистки 0,92 15 Повышение давления в компрессоре при наддуве __ 16 Охлаждение воздуха после компрессора , К __ 17 Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна 0,280 18 Состав топлива С=0,855; H=0.145; . 19 Низшая теплота сгорания , кДж/кг 44000 20 Степень сжатия   9,8 21 Давление остаточного газа , МПа       0,105 22 Температура остаточного газа , К 1100 23 Подогрев при впуске , К          15 24 Угол начала открытия впускного клапана 25 Угол конца закрытия впускного клапана 26 Угол начала открытия выпускного клапана 27 Угол конца закрытия выпускного клапана 28 Угол, при котором подаётся искра 30
	Дата выдачи	2.02.2008
	Консультант	Казаков Ю.Ф.

 

Введение.

 

Современные наземные виды транспорта обязаны своим развитием главным образом применению в качестве силовых установок поршневых двигателей внутреннего сгорания. Именно поршневые ДВС до настоящего времени являются основным видом силовых установок, преимущественно используемых на автомобилях, тракторах, сельскохозяйственных, дорожно-транспортных и строительных машинах. Эта тенденция сохраняется сегодня и будет еще сохранятся в ближайшей перспективе.

Курсовое проектирование – заключительная часть учебного процесса по изучению дисциплины, раскрывающее степень усвоения необходимых знаний, творческого использования их для решения конкретных инженерных задач. Оно служит одновременно начальным этапом самостоятельной работы молодого специалиста, сокращающий период его адаптации на производстве. Целью данного курсового проектирования является расчет проектируемого автомобильного двигателя.

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ

Параметры рабочего тела

1.1.1. Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива:

кмоль воздуха/кг топлива;

кг воздуха/ кг топлива;

 

Тепловой баланс.

1.11.1. Из пункта 1.9.5. известно, что доля теплоты, затраченная на полезную работу

1.11.2. Доля теплоты, потерянная в ДВС из-за недогорания топлива при α=1:

1.11.3. Доля теплоты, унесённая отработавшими газами :

Определяем энтальпию отработавших газов при температурах 0..1143°C:

Из таблицы 4 с учётом α=1 и  принимаем .

При и α=1:

 Определяем энтальпию топливо-воздушной смеси в конце пуска:

 

1.11.4. Доля тепла, передаваемая охлаждающей среде:

 

Расчёт поршня

3.1.1. Рассчитываем напряжение изгиба на днище поршня от газовой силы:

,

где

принимаем относительную толщину стенки головки поршня ; относительную радиальную толщину кольца ; радиальный зазор кольца в канавке поршня ; относительную толщину днища поршня .

 - из таблицы результатов динамического расчёта.

. Допустимое напряжение для алюминиевых поршней при наличии рёбер жесткости: .

 

 

3.1.2. Рассчитываем напряжение сжатия от газовых сил в сечении Х-Х:

,

где  - относительная площадь расчётного сечения поршня с учётом ослабления его отверстиями для отвода масла:

где относительный диаметр поршня по дну канавки: ,

диаметр масляного кольца ,

.

Число масляных отверстий .

Допустимое напряжение сжатия для алюминиевых сплавов .

 

3.1.3. Рассчитываем напряжение разрыва в сечении Х-Х от максимальной инерционной силы (при φ=0):

Допустимое напряжение на разрыв для алюминиевых сплавов .

 

3.1.4. Напряжение в верхней кольцевой перемычке:

- напряжение среза:

,

где  - относительная толщина первой кольцевой перемычки

- напряжение изгиба:

Cложное напряжение по третьей теории прочности:

 

3.1.5. Удельное давление поршня, отнесённое к высоте юбки поршня:

,

где относительная высота юбки поршня

 

3.1.6. Удельное давление поршня, отнесённое ко всей высоте поршня:

.

 

Расчёт поршневого кольца

3.2.1. Рассчитываем среднее давление на стенку цилиндра:

, где  - модуль упругости для стали,

- относительная величина разности между величинами зазоров замка кольца в свободном и рабочем сечении.

 

3.2.2. Рассчитываем эпюру давления кольца в различных точках окружности:

, где - коэффициент для различных углов ψ по окружности кольца.

При

Результаты расчёта эпюры удельного давления кольца:

 

Ψ, град	0	30	60	90	120	150	180
	1,06	1,06	1,14	0,90	0,46	0,67	2,85
	0,138	0,138	0,148	0,117	0,0598	0,087	0,34

По полученным данным строим эпюру давления кольца на стенку цилиндра.

 

3.2.3. Рассчитываем напряжение кольца в рабочем состоянии:

 

3.2.4. Рассчитываем напряжение изгиба при надевании кольца на поршень:

 ,

где m=1,57 – экспериментальный коэффициент, зависящий от способа надевания кольца.

Допустимое напряжение .

 

Расчёт поршневого пальца

3.3.1. Рассчитываем удельное давление пальца на втулку верхней головки шатуна:

,

где  - относительная длина втулки поршневой головки шатуна,

 - относительный наружный диаметр пальца.

,

где k=0,86 – коэффициент, учитывающий уменьшение инерционной силы за счётвычета массы поршневого пальца.

 

3.3.2. Рассчитываем удельное давление пальца на бобышку:

где  - относительное расстояние между бобышками,

 - относительная длина пальца.

 

3.3.3. Напряжение от изгиба поршневого пальца:

где  .

 

3.3.4. Рассчитываем касательное напряжение от среза пальца в сечениях, расположенных между бобышками и головкой шатуна:

 

 

3.3.5. Рассчитываем увеличение горизонтального диаметра пальца в его средней части (овализация пальца):

где  

 

Расчёт стержня шатуна

3.4.1. Рассчитываем напряжение сжатия в сечении В-В от сжимающей силы .

 

В плоскости качения шатуна:

 

,

где ,  - ширина шатуна в среднем сечении B-B;

- ширина шатуна в минимальном сечении;

 - наружный диаметр поршневой головки шатуна;

,

- коэффициент, учитывающий влияние продольного изгиба шатуна в плоскости качения шатуна.

 

 3.4.2. Рассчитываем напряжение сжатия в сечении В-В от сжимающей силы  в плоскости, перпендикулярной плоскости качения шатуна:

где .

 

3.4.3. Рассчитываем напряжения от действия растягивающей силы:

 

3.4.4. Рассчитываем средние значения напряжения цикла:

- в плоскости качения шатуна:

- в плоскости, перпендикулярной плоскости качения шатуна:

 

3 .4.5. Рассчитываем амплитуды напряжения цикла :

- в плоскости качения шатуна:

- в плоскости, перпендикулярной плоскости качения шатуна:

 

3.4.6. Рассчитываем амплитуды цикла с учетом концентрации напряжений в зависимости от размера и способа обработки поверхности детали:

- в плоскости качения шатуна:

- в плоскости, перпендикулярной плоскости качения шатуна:

 

3.4.7. Определяем запас прочности шатуна по пределу усталости:

- в плоскости качения шатуна:

- в плоскости, перпендикулярной плоскости качения шатуна:

РАСЧЁТ СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЯ

Расчёт системы смазки

 

4.1.1. Рассчитываем количество тепла, отводимого от двигателя маслом, учитывая, что в современных автомобильных двигателях отводится 1,5÷3 % от общего количества теплоты, веденной в двигатель с топливом.

 

4.1.2. Рассчитываем циркуляционный расход масла. Массовый циркуляционный расход масла равен:

, при удельной теплоёмкости масла

 

4.1.3. Рассчитываем стабилизационный расход масла:

 

4.1.4. Определяем расчетную производительность насоса с учетом утечек масла через радиальные и торцевые зазоры:

 

4.1.5. Рассчитываем мощность, затрачиваемую на привод масляного насоса:

,

где  - избыточное давление масла в системе ( и -соответственно давление масла перед насосом и за насосом),

- напор,

 - объёмный расход масла,

 

Расчёт системы охлаждения

4.2.1. Рассчитываем количество тепла, отводимого от двигателя охлаждающей жидкостью:

 

4.2.2. Рассчитываем циркуляционный расход жидкости в системе охлаждения:

где  - удельная теплоёмкость охлаждающей жидкости, для атифриза ,

- перепад температуры охлаждающей жидкости на выходе и входе в двигатель

 

4.2.3. Рассчитываем производительность насоса:

,

 

4.2.4. Рассчитываем мощность, потребляемую насосом, задаваясь величиной напора:

,

где  - перепад давлений на выходе входе насоса;

- плотность охлаждающей жидкости.

 

4.2.5. Мощность, затрачиваемая на привод насоса:

.

 

Список использованной литературы

 

1. Автомобильные двигатели / Под ред. М.С. Ховаха. М.: Машиностроение, 1977.

2. Двигатели внутреннего сгорания. Кн. 1. Теория рабочих процессов / Под ред. В.Н. Луканина. М.: Высшая школа, 1995.

3. Двигатели внутреннего сгорания. Кн. 2. Динамика и конструирование / Под ред. В.Н.Луканина. М.: Высшая школа, 1985.

4. Двигатели внутреннего сгорания. Кн. 3. Компьютерный практикум / Под ред. В.Н. Луканина. М.: Высшая школа, 1995.

5. Двигатели внутреннего сгорания / Под ред. В.Н.Луканина. М.: Высшая школа, 1995.

6. Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей / Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. М.:Машиностроение, 1980.

7. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей / Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. М.:Машиностроение, 1983.

8. Двигатели внутреннего сгорания. Конструирование и расчет на проч- ность поршневых и комбинированных двигателей / Под ред. А.С. Орли- на, М.Г. Круглова. М.:Машиностроение, 1984.

9. Двигатели внутреннего сгорания. Системы поршневых и комбинирован- ных двигателей / Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. М.:Машиностроение, 1985.

10. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двига- телей. М.: Высшая школа, 2002.

11. Бейлин В.И, Орловская Е.В. Автомобильные двигатели. Контрольные задания и методические указания для студентов специальности 150200 – Автомобили и автомобильное хозяйство. М.:изд-во МГОУ, 2001.

12. Лиханов В.А., Плотников С.А. Автомобильные двигатели/Учебно -методическое пособие. – Киров: Вятская ГСХА, 2004.

13. Жолобов Л.А., Дыдыкин С.А. Тракторы и автомобили. Учебно -методическое пособие по выполнению курсовой работы. Н.Новгород, изд – во НГСХА,2002.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине Автомобильные двигатели

( наименование дисциплины )

 

КПАД 08.96.00 ПЗ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Дата проверки

Выполнил студент Иванов С.В.

Результат проверки

Учебный шифр 705196

Курс 3

Проверил Казаков Ю.Ф.

Замечания

2008

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Содержание

Задание на курсовое проектирование

Введение

1. Тепловой расчёт двигателя

Параметры рабочего тела

Параметры отработавших газов

Расчёт первого такта

Расчёт второго такта

Расчёт участка подвода тепла

Расчёт третьего такта

Расчёт четвёртого такта

Индикаторные параметры рабочего цикла

Эффективные параметры рабочего цикла

Построение индикаторных диаграмм в координатах (P-V

Тепловой баланс

Скоростная характеристика двигателя

2. Динамический расчет двигателя

Расчёт сил, действующих в КШМ

Результаты динамического расчёта

Построение полярной диаграммы сил, действующих на шатунную шейку

3. Расчёт деталей двигателя на прочность

Расчёт поршня

Расчет поршневого кольца

Расчёт поршневого пальца

Расчёт стержня шатуна

4. Расчет систем двигателя

Расчет системы смазки

Схема системы смазки двигателя

Расчёт системы охлаждения

Схема системы охлаждения двигателя

5. Конструктивная разработка двигателя

Список использованной литературы

 

Чебоксарский институт (филиал) МГОУ
Техническое задание на курсовой проект по автомобильным двигателям Родионовой А. В.		КПАД 08. 96.00 ПЗ
№ Исходные параметры   1 Тип двигателя и его назначение Бензиновый двигатель для легкового автомобиля 2 Диаметр цилиндра D, м 0,082 3 Ход поршня S, м 0,070 4 Число цилиндров Р-4 5 Частота вращения номинальная n, об/мин 5800 6 Число клапанов на цилиндр 4 7 Тип охлаждения жидкостное 8 Давление окружающей атмосферы , МПа 0,1 9 Температура окружающей атмосферы , K 293 10 Средняя скорость заряда в клапане  , м/сек 70 11 Коэффициент сопротивления при впуске 2,4 12 Коэффициент избытка воздуха 1,0 13 Коэффициент дозарядки 1,05 14 Коэффициент очистки 0,92 15 Повышение давления в компрессоре при наддуве __ 16 Охлаждение воздуха после компрессора , К __ 17 Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна 0,280 18 Состав топлива С=0,855; H=0.145; . 19 Низшая теплота сгорания , кДж/кг 44000 20 Степень сжатия   9,8 21 Давление остаточного газа , МПа       0,105 22 Температура остаточного газа , К 1100 23 Подогрев при впуске , К          15 24 Угол начала открытия впускного клапана 25 Угол конца закрытия впускного клапана 26 Угол начала открытия выпускного клапана 27 Угол конца закрытия выпускного клапана 28 Угол, при котором подаётся искра 30
	Дата выдачи	2.02.2008
	Консультант	Казаков Ю.Ф.

 

Введение.

 

Современные наземные виды транспорта обязаны своим развитием главным образом применению в качестве силовых установок поршневых двигателей внутреннего сгорания. Именно поршневые ДВС до настоящего времени являются основным видом силовых установок, преимущественно используемых на автомобилях, тракторах, сельскохозяйственных, дорожно-транспортных и строительных машинах. Эта тенденция сохраняется сегодня и будет еще сохранятся в ближайшей перспективе.

Курсовое проектирование – заключительная часть учебного процесса по изучению дисциплины, раскрывающее степень усвоения необходимых знаний, творческого использования их для решения конкретных инженерных задач. Оно служит одновременно начальным этапом самостоятельной работы молодого специалиста, сокращающий период его адаптации на производстве. Целью данного курсового проектирования является расчет проектируемого автомобильного двигателя.

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ

Параметры рабочего тела

1.1.1. Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива:

кмоль воздуха/кг топлива;

кг воздуха/ кг топлива;

 

Рассчитываем количество свежего заряда :

 кмоль воздуха /кг топлива;

 

1.1.3.Рассчитываем количество горючей смеси:

 кмоль/кг;

 

1.2. Параметры отработавших газов

1.2.1. При α=1 количество отдельных компонентов продуктов сгорания в расчете на 1 кг топлива равно:

оксида углерода кмоль;

углекислого газа  кмоль;

водорода  кмоль;

водяного пара  , кмоль;

азота кмоль;

кислорода  кмоль.

1.2.2. Общее количество продуктов сгорания бензина:

 кмоль/кг.

 

1.2.5. Коэффициент молекулярного изменения горючей смеси:

 

1.3. Расчет первого такта (впуск )

1.3.1. Определяем потери давления во впускном тракте при впуске:

 

 МПа,

Плотность воздуха: , кг/ ;

 

1.3.2. Рассчитываем давление в конце впуска в цилиндре двигателя:

 МПа;

 

1.3.3. Рассчитываем коэффициент остаточного газа в двигателе:

,  

Принимаем ;

 

1.3.4. Определяем температуру в конце впуска в двигателе:

К;

1.3.5. Рассчитываем коэффициент наполнения двигателя:

 , ;

 

1.4. Расчёт второго такта ( впуск )

1.4.1. Давление в конце сжатия:

, МПа;

 

1.4.2. Температура в конце сжатия:

, К,

, ,

где  - показатель политропы сжатия;

 

1.4.3 Показатель политропы сжатия  определяется по эмпирической зависимости:

;