Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат

Теория и методика решения задачки


Задачка сформулирована в прямой постановке, когда известны главные данные мотора (поперечник цилиндра, ход поршня, степень сжатия, тип камеры сгорания), также вид горючего и требуется найти характеристики его эффективности и экономичности. На базе разработанной физико-математической модели (ФММ) при помощи индивидуальной ЭВМ получают:

Решение намеченной цели заканчивается общей оценкой технических свойств мотора, также принятием инженерного решения (либо выдачей советов) о оптимальном выборе определенных конструктивных, регулировочных и других черт. Если последнее нереально, то ограничиваются констатацией выявленного воздействия фактора Z на конечные результаты и Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат разъяснением физических обстоятельств этого воздействия.


Способы решения задачки

Задачка решается при помощи физико-математической модели 2-го уровня, включающей дифференциальные и конечные уравнения для определения четырёх характеристик состояния рабочего тела (объёма V, массы m, температуры T и давления P). При разработке модели приняты последующие допущения:

1) процессы газообмена (выпуска, продувки Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат, впуска) не рассчитываются, потому что они протекают при малых перепадах давлений и заносят малозначительный энергетический вклад в сопоставлении с другими процессами; воздействие этих процессов на характеристики мотора учитывают на базе статистических данных оковём выбора
исходных критерий;

2) теплоёмкости рабочего тела принимаются разными для свежайшего заряда и для товаров сгорания, но постоянными Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат для процесса сжатия, также для процессов сгорания-расширения; обозначенные теплоёмкости выбраны средними в спектре температур и состава рабочего тела;

3) температуры ограничивающих стен (поршня, крышки и цилиндра) числятся схожими в течение цикла;

4) характеристики рабочего тела являются постоянными по объёму в хоть какой момент времени;

Система дифференциальных уравнений дополнена соотношениями, описывающими Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат реальные процессы сгорания и термообмена со стенами. Решается система уравнений на индивидуальной ЭВМ способом Эйлера. Исходные условия (характеристики рабочего тела в цилиндре сначала счёта-Va, ma, Ta, Pa) задают, пользуясь опытнейшеми статистическими данными, и уточняют при помощи уравнения состояния. Граничные условия (давление Pk и температура Tk на Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат впуске, давление Pт и температура Tт на выпуске, температура Tw ограничивающих стен) оценивают по экспериментальным материалам. Уравнения выражают зависимости характеристик рабочего (V, m, T, P) и неких других черт (закономерностей сгорания и термообмена) от угла поворота коленчатого вала φ. Начало отсчёта угла φ выбирают сначала такта впуска при положении поршня в Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат ВМТ, потому рас-
чёт рабочего цикла ведут в спектре φ=180…450°. Шаг интегрирования выбирают в границах ∆φ=1..5°.


Физико-математическая модель рабочего цикла

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

Объём цилиндра меняется в согласовании с Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат закономерностями кривошипно-шатунного механизма (1-ое кинематическое уравнение):

, (1)

где Vc-объём камеры сжатия, м3;

Fп-площадь поршня, м2;

rk-радиус кривошипа, м;

λk-отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

Оковём дифференцирования соотношения (1) получим приращение объёма:

(2)

которое представляет собой 1-ое кинематическое уравнение в дифференциальной форме.

Потому что процессы Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат газообмена не рассматриваются, то масса рабочего тела в цилиндре меняется только за счёт испарения и сгорания горючего. В дизельном движке горючее поступает в цилиндр в водянистом виде, и в таком состоянии оно
рабочим телом не является. Потом горючее испаряется и сгорает, образуя газообразные продукты сгорания. Различие по времени меж испарением и сгоранием Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат в реальных критериях ДВС невелико, потому будем считать, что повышение массы рабочего тела за счёт горючего происходит в процессе сгорания.

Как следует, приращение массы рабочего тела можно представить в виде:

dm=∆mтцЧdx, (3)

где ∆mтц - цикловая массовая подача горючего;

х-доля горючего, спаленного в цилиндре к данному моменту времени Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат.

При отсутствии сгорания dx=0 и dm=0, другими словами масса рабочего тела остаётся постоянной. Это наблюдается в процессах сжатия и расширения.

Соотношение (3) является уравнением вещественного баланса в цилиндре бензинового двигателя.

Уравнение энергетического баланса в цилиндре составлено на базе первого начала термодинамики для закрытой нетеплоизолированной системы:

, (4)

где Cv - теплоёмкость рабочего тела при Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат неизменном объёме;

dQc - простое количество теплоты, подведенное при сгорании;

dQw - простое количество теплоты, подведенное от стен (отведенное в стены);

К - показатель адиабат рабочего тела.

Система главных уравнений замыкается при помощи уравнения состояния рабочего тела, которое может быть применено в дифференциальной форме:

, (5)

либо в конечной:

pV=RmT Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат, (6)

где R - газовая неизменная рабочего тела.

Система уравнений (1)-(6) позволяет высчитать цикл ДВС, получить нужные функции:V(φ), m(φ), T(φ), P(φ) и выстроить индикаторную диаграмму. Для этого дополняют соотношениями, описывающими закономерности сгорания и термообмена.

Простое количество теплоты, подведенное к рабочему телу при сгорании:

dQc=HuЧ∆mтцЧdx, (7)

где Hu - действительная теплота Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат сгорания горючего, зависящая от рода горючего и состава консистенции (соотношения меж количеством горючего и воздуха в консистенции).

Величина Hu в свою очередь равна:

при α ≥ 1 Hu=Huт

при α < 1 Hu=Huт-120Ч106(1-α)Lo, (8)

где α - коэффициент излишка воздуха;

Huт - теоретическая теплота сгорания (при полном сгорании горючего Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат);

Lo - на теоретическом уровне нужное мольное количество воздуха для сгорания 1 кг горючего.

Закономерность тепловыделения при сгорании описывается эмпирической формулой Вибе, приобретенной методом обработки бессчетных опытнейших индикаторных диаграмм многих движков:

(9)

где m1 - эмпирический показатель сгорания, зависящий от типа мотора (метода смесеобразования);

φс,φz - углы поворота вала мотора, надлежащие началу и Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат концу сгорания.

Коэффициент 6,908 в уравнении (9) получен при условии, что к концу сгорания толика спаленного горючего составляет 0,999. Расчёт функции х ведут в диапазо не φc ≤ φ ≤ φz, в других случаях, когда φ < φс либо φ > φz, принимают dx=0, что соответсвует отсутствию сгорания.

Простое количество теплоты, подведенное Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат к рабочему телу за счёт термообмена со стенами, выражается при помощи формулы Ньютона-Рихмана:

(10)

где αw - коэффициент теплопотери;

Fw - поверхность теплопотери;

Tw - температура стен;

ώ - угловая скорость вращения вала.

В течение рабочего цикла ДВС вероятны соотношения Tw >Т, то dQw>0, это значит, что термический поток ориентирован от стен Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат к рабочему телу. Если Tw < Т, то dQw < 0, и термический поток ориентирован от рабочего тела в стены.

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

(11)

где i - количество разных поверхностей Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат термообмена.

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

, (12)

где D - поперечник поршня, м;

So - малое расстояние меж поршнем и крышкой при положении поршня Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат в ВМТ, м; в почти всех случаях величиной So можно пренебречь ввиду её малости.

Коэффициент теплопотери αw находится в зависимости от критерий термообмена на границе газ-стенки, другими словами от многих причин. Его определяют по эмпирическим зависимостям. В данной методике применена эмпирическая формула Пфлаума:

, (13)

где αw - коэффициент теплопотери Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат, Вт/(м2ЧК);

Pк - давление наддува;

Pо - атмосферное давление.

При отсутствии наддува считают Pк = Ро.

Конечной целью расчёта является определение мощностных и экономических характеристик мотора. К мощностным показателям относятся:

индикаторная работа цикла

Li = ∫pЧdV, (14)

среднее индикаторное давление

Pi = Li / Vh, (15)

где Vh - рабочий объём цилиндра, м3;

индикаторная мощность

Ni = LiЧn / τ, (16)

где n Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат - частота вращения вала;

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

По формуле (16) определяется мощность в одном цилиндре.

В качестве экономических характеристик служат:

индикаторный КПД

, (17)

удельный индикаторный расход горючего, кг/(кВтЧч)

, (18)

Действенные характеристики мотора определяют, используя механический КПД ηm, который оценивают по статистическим данным:

Pe = PiЧ ηm, Ne = NiЧ Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат ηm,

ηe = ηiЧηm, ge = gi / ηm.

Систему уравнений, приведенную в данном разделе, решают численными способами при помощи ЭВМ. Для этого составляют метод и программку расчётов.



Перечень литературы


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

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

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

4. Движки внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных дви-
гателей Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат / Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова.−М.: Машиностроение, 1983.−
372с.




Набросок 2 – Индикаторные диаграммы рабочего цикла мотора МЕМЗ -245 в
системе координат Т-V зависимо от частоты вращения вала.



Набросок 1.2 – Индикаторные диаграммы рабочего цикла мотора КамАЗ-740 в
системе координат T-V зависимо от степени сжатия ε


27



Набросок 1.3 – График зависимости Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат индикаторной работы цикла Li от степени
сжатия ε


Набросок 1.4 – График зависимости среднего индикаторного давления pi от сте -
пени сжатия ε




Набросок 5 – График зависимости индикаторного КПД ηi от частоты вращения вала


Набросок 6 – График зависимости удельного индикаторного расхода горючего gi

от частоты вращения вала




Набросок 7 – График зависимости наибольшего давления цикла Рmax от Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат частоты вращения вала



Набросок 8 – График зависимости наибольшей температуры цикла Tmax от
частоты вращения вала.


15


Таблица 1.


Начальные данные для расчёта рабочего цикла мотора ЗИЛ-130 к программке


п/п

Наименование величины

Обозна-
чение

Численная

величина

Единица

измерения

Ι

Код мотора

Y 1
ΙΙ

Тип мотора

1.Теплота сгорания горючего

2.Показатель процесса сгорания


HO

MO


42,5*106

+0,5


Дж/кг

ΙΙΙ

Конструктивные данные

3.Поперечник цилиндра

4.Площадь поршня

5.Радиус кривошипа

6.Отношение rk /lш

7.Площадь термообмена поршня

8.Площадь термообмена Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат крышки

9.Объём камеры сжатия


DO

F2

R1

LO

F3

F4

VO


0,12

0,0110

0,0600

0,275

0,0130

0,0120

8,22*10-5

м

м2

м

м2

м2

м3

ΙV

Наддув

10.Давление наддува

11.Температура наддува воздуха


PO

TO


1,01*105

293


Па

К

V

Регулировочные данные

12.Угол начала сгорания

13.Угол конца сгорания


T3

T4


345

415


град.

град.

Режимные данные

14.Угловая скорость вала

15.Коэффициент излишка воздуха

16.Цикловая подача горючего

17.Средняя температура стен


OO

A3

GO

T5


272

1,7

7,00*10-5

550


с-1

кг/цикл

К

VΙΙ

Исходные условия

18.Давление

19.Температура

20.Масса рабочего тела

21.Объём цилиндра


P

T

m

V


95950

317,8

0,00160

1,44*10-3


Па

К

кг

м3


Студент гр.Т Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат-110 В.Р.Абдеев


Педагог Я.А.Егоров


16


Таблица 2.


Начальные данные для исследования рабочего цикла мотора КамАЗ-740 к про-
грамме


п/п

Наименование величины

Обозна-
чение

Численная

величина

Единица

измерения

Ι

Код мотора

Y 1
ΙΙ

Тип мотора

1.Теплота сгорания горючего

2.Показатель процесса сгорания


HO

MO


42,5*106

+0,5


Дж/кг

ΙΙΙ

Конструктивные данные

3.Поперечник цилиндра

4.Площадь поршня

5.Радиус кривошипа

6.Отношение rk /lш

7.Площадь термообмена поршня

8.Площадь термообмена крышки

9.Объём камеры сжатия


DO

F2

R1

LO

F3

F4

VO


0,12

0,0110

0,0600

0,275

0,0130

0,0120

7,75*10-5

м

м2

м

м2

м Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат2

м3

ΙV

Наддув

10.Давление наддува

11.Температура наддува воздуха


PO

TO


1,01*105

293


Па

К

V

Регулировочные данные

12.Угол начала сгорания

13.Угол конца сгорания


T3

T4


345

415


град.

град.

Режимные данные

14.Угловая скорость вала

15.Коэффициент излишка воздуха

16.Цикловая подача горючего

17.Средняя температура стен


OO

A3

GO

T5


272

1,7

7,00*10-5

550


с-1

кг/цикл

К

VΙΙ

Исходные условия

18.Давление

19.Температура

20.Масса рабочего тела

21.Объём цилиндра


P

T

m

V


95950

298,8

0,00160

1,43*10-3


Па

К

кг

м3


Студент гр.Т-110 С.В.Копицын


Педагог Я.А.Егоров


17


Таблица 3.


Начальные данные Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат для исследования рабочего цикла мотора КамАЗ-740 к про-
грамме


п/п

Наименование величины

Обозна-
чение

Численная

величина

Единица

измерения

Ι

Код мотора

Y 1
ΙΙ

Тип мотора

1.Теплота сгорания горючего

2.Показатель процесса сгорания


HO

MO


42,5*106

+0,5


Дж/кг

ΙΙΙ

Конструктивные данные

3.Поперечник цилиндра

4.Площадь поршня

5.Радиус кривошипа

6.Отношение rk /lш

7.Площадь термообмена поршня

8.Площадь термообмена крышки

9.Объём камеры сжатия


DO

F2

R1

LO

F3

F4

VO


0,12

0,0110

0,0600

0,275

0,0130

0,0120

7,33*10-5

м

м2

м

м2

м2

м3

ΙV

Наддув

10.Давление наддува

11.Температура наддува Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат воздуха


PO

TO


1,01*105

293


Па

К

V

Регулировочные данные

12.Угол начала сгорания

13.Угол конца сгорания


T3

T4


345

415


град.

град.

Режимные данные

14.Угловая скорость вала

15.Коэффициент излишка воздуха

16.Цикловая подача горючего

17.Средняя температура стен


OO

A3

GO

T5


272

1,7

7,00*10-5

550


с-1

кг/цикл

К

VΙΙ

Исходные условия

18.Давление

19.Температура

20.Масса рабочего тела

21.Объём цилиндра


P

T

m

V


95950

296,7

0,00160

1,42*10-3


Па

К

кг

м3


Студент гр.Т-110 С.В.Копицын


Педагог Я.А.Егоров


18


Таблица 4.


Начальные данные для исследования рабочего цикла мотора КамАЗ Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат-740 к про-
грамме


п/п

Наименование величины

Обозна-
чение

Численная

величина

Единица

измерения

Ι

Код мотора

Y 1
ΙΙ

Тип мотора

1.Теплота сгорания горючего

2.Показатель процесса сгорания


HO

MO


42,5*106

+0,5


Дж/кг

ΙΙΙ

Конструктивные данные

3.Поперечник цилиндра

4.Площадь поршня

5.Радиус кривошипа

6.Отношение rk /lш

7.Площадь термообмена поршня

8.Площадь термообмена крышки

9.Объём камеры сжатия


DO

F2

R1

LO

F3

F4

VO


0,12

0,0110

0,0600

0,275

0,0130

0,0120

6,96*10-5

м

м2

м

м2

м2

м3

ΙV

Наддув

10.Давление наддува

11.Температура наддува воздуха


PO

TO


1,01*105

293


Па

К

V

Регулировочные данные

12.Угол начала сгорания

13.Угол конца сгорания


T3

T Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат4


345

415


град.

град.

Режимные данные

14.Угловая скорость вала

15.Коэффициент излишка воздуха

16.Цикловая подача горючего

17.Средняя температура стен


OO

A3

GO

T5


272

1,7

7,00*10-5

550


с-1

кг/цикл

К

VΙΙ

Исходные условия

18.Давление

19.Температура

20.Масса рабочего тела

21.Объём цилиндра


P

T

m

V


95950

294,6

0,00160

1,41*10-3


Па

К

кг

м3


Студент гр.Т-110 С.В.Копицын


Педагог Я.А.Егоров


19


Таблица 5.


Начальные данные для исследования рабочего цикла мотора КамАЗ-740 к про-
грамме


п/п

Наименование величины

Обозна-
чение

Численная

величина

Единица

измерения

Ι

Код мотора

Y 1
ΙΙ

Тип Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат мотора

1.Теплота сгорания горючего

2.Показатель процесса сгорания


HO

MO


42,5*106

+0,5


Дж/кг

ΙΙΙ

Конструктивные данные

3.Поперечник цилиндра

4.Площадь поршня

5.Радиус кривошипа

6.Отношение rk /lш

7.Площадь термообмена поршня

8.Площадь термообмена крышки

9.Объём камеры сжатия


DO

F2

R1

LO

F3

F4

VO


0,12

0,0110

0,0600

0,275

0,0130

0,0120

6,62*10-5

м

м2

м

м2

м2

м3

ΙV

Наддув

10.Давление наддува

11.Температура наддува воздуха


PO

TO


1,01*105

293


Па

К

V

Регулировочные данные

12.Угол начала сгорания

13.Угол конца сгорания


T3

T4


345

415


град.

град.

Режимные данные

14.Угловая скорость вала

15.Коэффициент излишка воздуха

16.Цикловая Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат подача горючего

17.Средняя температура стен


OO

A3

GO

T5


272

1,7

7,00*10-5

550


с-1

кг/цикл

К

VΙΙ

Исходные условия

18.Давление

19.Температура

20.Масса рабочего тела

21.Объём цилиндра


P

T

m

V


95950

292,5

0,00160

1,40*10-3


Па

К

кг

м3


Студент гр.Т-110 С.В.Копицын


Педагог Я.А.Егоров


Министерство образования и науки Украины


Запорожский государственный технический институт


Кафедра “Теплотехника и гидравлика”


Объяснительная записка


к курсовой работе по дисциплине


“Базы теории движков внутреннего сгорания Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ - реферат”


на тему: “Расчёт рабочего цикла мотора внутреннего сго -
рания автотракторного типа при помощи личность -
льной ЭВМ”


Выполнил:


студент группы Т-110 В.Р. Абдеев


Проверил:


доктор Я.А. Егоров


Запорожье


2003


raschyot-tokov-korotkogo-zamikaniya-zadanie-3.html
raschyot-trebuemogo-vremeni-evakuacii-lyudej.html
raschyot-tryohstupenchatogo-centralno-nagruzhennogo-fundamenta.html