Рабочее тело и его свойства

Введение

Особенности и тенденции развития конструкций двигателей полностью определяются требованиями, предъявляемыми к автомобилям промышленностью и сельским хозяйством. Эти требования сводятся к обеспечению максимальной производительности автомобиля, минимальной стоимости перевозок и выполняемых работ при надёжной и безопасной их работе.

В области развития и совершенствования автомобильных двигателей основными задачами являются: расширение использования дизелей, снижение топливной экономичности и удельной массы двигателей, стоимости их производства и эксплуатации, а так же борьба с токсичными выбросами двигателей в атмосферу, задачи по снижению шума и вибрации в процессе их эксплуатации.

Курсовое проектирование – заключительная часть учебного процесса по изучению дисциплины, раскрывающее степень усвоения необходимых знаний, творческого использования их для решения конкретных инженерных задач.

Целью данного курсового проектирования является расчет проектируемого автомобильного двигателя. Данный курсовой проект состоит из шести разделов: теплового расчета рабочего цикла двигателя, динамического расчета кривошипно-шатунного механизма (КШМ), расчета внешней скоростной характеристики двигателя, проектирования и расчета на прочность деталей КШМ двигателя, расчета смазочной системы и системы жидкостного охлаждения.

1. Тепловой расчет рабочего цикла двигателя

Рабочее тело и его свойства

Рабочим телом называется вещество, при помощи которого осуществляется рабочий цикл двигателя.

Топливо

Топливом для рассчитываемого двигателя служит дизельное топливо по ГОСТ 305-82 марки Л для лета и З для зимы с цетановым числом не менее 45.

Элементный состав топлива: С=0,870; Н=0,126; О=0,004.

Низшая теплота сгорания Н_и, кДж/кг

Ни = (33,91·С+125,6·Н-10,89(О-S)-2,51(9Н+W))·10³= (33,91·0,870+ +125,6·0,126-10,89·0,004-2,51·9·0,126)·10³= 42440.

Горючая смесь

Теоретически необходимое количество топлива l₀, кг возд./г топлива,

l₀ = (1/0,23)·(8/3С+8·Н-О)=(1/23)·(8/3·0,870+8·0,126-0,004)=14,45

и L₀, кмоль возд./кг топлива

L₀ = (1/0,028)·(С/12+Н/4-О/32)=(1/0,028)·(0,870/12+0,126/4-0,004/32)=0,5.

Коэффициент избытка воздуха α=1,7.

Действительное количество воздуха L, кмоль возд./кг топлива,

L = α·L₀ = 1,7·0,5= 0,85.

Молекулярная масса паров дизельного топлива m_т= 200кг/кмоль.

Количество горючей смеси М₁, кмоль гор.смеси/кг топлива

М₁= α·L₀+1/m_т= 1,7·0,5+1/200=0,855.

Продукты сгорания

Продукты сгорания состоят из углекислого газа СО₂, водяного пара Н₂О, избыточного кислорода О₂ и азота N₂.

Количество отдельных составляющих продуктов сгорания, кмоль пр.сг./кг топлива:

М_СО2=С/12=0,870/12=0,0725

М_О2=0,208·(α-1)·L₀=0,208·(1,7-1)·0,5=0,0728

М_Н2О=Н/2=0,126/2=0,063

М_N2=0,792·α·L₀= 0,792·1,7·0,5=0,673.

Общее количество продуктов сгорания жидкого топлива М₂, кмоль пр.сг./кг топлива:

М₂=М_СО2+М_Н2О+М_О2+М_N2=0,0725+0,063+0,0728+0,673=0,881.

Изменение количества молей рабочего тела при сгорании ∆М, кмоль пр.сг./кг топлива:

∆М=М₂-М₁=0,881-0,855=0,026.

Химический коэффициент молекулярного изменения горючей смеси:

μ₀= М₂/М₁=0,881/0,855=1,03.

---

Дата добавления: 2015-12-01