Материал: Записка По СУТС

065/09 - ПЗ

Введение

Особенности и тенденции развития конструкций автомобильных и тракторных двигателей полностью определяются требованиями, предъявляемыми к автомобилям и тракторам промышленностью и сельским хозяйством. Эти требования сводятся к обеспечению максимальной производительности автомобиля и трактора, минимальной стоимости перевозок и выполняемых трактором работ при надёжной и безопасной их работе. Основные требования, предъявляемые к автомобильным и тракторным двигателям, следующие:

1. Развитие необходимой мощности двигателей при различных скоростях движения автомобиля; обладание хорошей приёмистостью при трогании автомобиля с места и при изменении его рабочих режимов.

2. Максимально возможная экономичность на всех режимах работы.

3. Простота конструкции, упрощающая условия выпуска и последующих ремонтов автомобильных и тракторных двигателей и облегчающая условия их обслуживания и эксплуатации.

4. Низкая производственная стоимость, достигаемая за счёт обеспечения технологичности конструкции деталей автомобильных и тракторных двигателей, снижения их веса и применения полноценных заменителей металлов.

5. Возможно меньший удельный и литровый веса двигателя, достигаемые без снижения надёжности и долговечности его работы.

6. Максимально целесообразное уравновешивание двигателя и необходимая равномерность хода.

7. Удобство в эксплуатации, а также простота и удобство ремонта и технического обслуживания в гаражных и дорожных условиях.

8. Высокая надёжность и долговечность работы.

В соответствии с перечисленными требованиями конструкции современных автомобильных и тракторных двигателей развиваются и совершенствуются в направлениях максимального их соответствия условиям эксплуатации, повышения экономичности и снижения себестоимости.

1 Техническое задание на тепловой расчёт

В задании содержатся численные значения таких величин , как :

1) Полная масса автотранспортного средства (АТС). кг.

2) Максимальная линейная скорость, которую может развивать автотранспортное средства. .

3) Номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя.

4) Тип проектируемого двигателя – дизельный.

5) Число цилиндров.

6) Степень сжатия.

7) Число тактов двигателя.

8) Коэффициент избытка воздуха.

9) Коэффициент короткоходности.

10) Высота автомобиля. мм.

11) Ширина колеи передних колес. мм.

2 Методика выполнения теплового расчета двигателя

Тепловой расчет производится на режиме номинальной мощности.

Целью теплового расчета является определение аналитическим методом основных параметров, характеризующих двигатель в целом ( среднее эффективное давление , удельный эффективный расход топлива, эффективный коэффициент полезного действия ) , его основных размеров

( литраж, рабочий объем цилиндра, ход и диаметр поршня ) и построение индикаторной диаграммы.

2.1 Определение номинальной мощности

Номинальная мощность двигателя определяется по формуле:

, (2.1)

2.2 Топливо

Для дизельного двигателя выбирается дизельное топливо : для работы в летних условиях – марка Л , в зимних условиях – марка З ( ГОСТ 305-82).

Средний элементарный состав топлива ( С , Н , О – массовые доли углерода, водорода и кислорода в 1 кг топлива ): С = 0,870 , Н = 0,126 , О = 0,004 .

Определяем низшую теплоту сгорания топлива Н_u :

Н_u = (33,91  С + 103,01  Н – 10,89  О ) (2.3)

2.3 Параметры рабочего тела

Определяем теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива :

(2.4)

Определяем теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива :

(2.5)

Количество свежего заряда , кмоль гор. см. / кг топл., для дизельного двигателя определим по формуле:

, (2.6)

кмоль гор. см. / кг топл.

Количество отдельных компонентов продуктов сгорания дизельного топлива определим по формуле:

(2.7)

где g - ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с ;

- коэффициент дорожного сопротивления, преодолеваемый АТС на максимальной скорости, ψv = 0,029;

- коэффициент сопротивления воздуха, = 0,15...0,35 Нс²/м⁴ ,

принимаем kv = 0,2 ;

- коэффициент полезного действия трансмиссии, для АТС с колесной формулой 4х4: _4х2=0,85...0,92, принимаем =0,87;

F - площадь лобового сопротивления АТС, При этом:

, (2.2)

где В - ширина колеи передних колес АТС, м;

Н - габаритная высота АТС, м.

Тогда

Общее количество продуктов сгорания дизельного топлива определим по формуле:

(2.8)

2.4 Параметры окружающей среды и остаточных газов

Давление и температура окружающей среды при работе двигателя с наддувом принимаются равными соответственно.

Давление остаточных газов , для двигателя с наддувом определяется по формуле:

, МПа (2.9)

МПа

Температура остаточных газов для дизельного двигателя принимаем равной

. В данном расчете принимаем . Большие значения соответствуют высоким частотам вращения , меньшие – низким.

2.5 Расчет параметров в конце процесса впуска

Давление газов в цилиндре , определяется для двигателя с наддувом по формуле:

, (2.10)

где - потери давления на впуске, МПа. При этом:

Для дизеля с наддувом

Принимаем

Коэффициент остаточных газов для двигателя с наддувом определяется по формуле:

, (2.11)

где - температура подогрева свежего заряда, К.