Тепловой расчет двигателя ВАЗ 21083

Министерство  сельского хозяйства Российской Федерации

ФГОУ  ВПО «Пензенская государственная  сельскохозяйственная академия»

Инженерный  факультет

Кафедра «Тракторы, автомобили и теплоэнергетика» 
 
 
 
 

Курсовой  проект

по дисциплине:

  «автомобильные двигатели» 
 

Тема: Тепловой расчет двигателя ВАЗ 21083

                                                    
 

                                                         Выполнил: студент 346 группы

                                                                              Зайцев С. Р.

                                                         Проверил: канд. техн. наук,        

                                                         профессор Рачкин В.А. 
 

                                                   Результат защиты:_____________ 
 
 
 
 
 
 
 
 

Пенза 2011

      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. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Тепловой расчет четырехтактного поршневого двигателя

1.1 тепловой расчет карбюраторного двигателя ВАЗ 21083

    1.1.1 Исходные данные:

    1. Номинальная мощность двигателя – ;

2. Частота вращения коленчатого вала на режиме номинальной эффективной мощности – ;

3. Степень  сжатия – .

    Принимаем во внимание назначение и тип двигателя, особенности условий его работы и степень форсировки, для проведения теплового расчета обоснованно  выбирают следующие исходные данные:

1. Коэффициент избытка воздуха – ;
2. Давление окружающей среды – ;
3. Температура окружающей среды – ;
4. Повышение температуры заряда при всасывании – ;
5. Давление остаточных газов в конце выпуска – ;
6. Температура остаточных газов в конце выпуска – ;
7. Показатели политропы сжатия – ;
8. Показатели политропы расширения – ;
9. Коэффициент выделения тепла при сгорании – ;
10. Теплотворная способность топлива – ;
11. Элементарный состав топлива – .

 
 
 
 
 
 
 

1.1.2 Расчет параметров  рабочего процесса

     Теоретически  необходимое количество воздуха  для сгорания 1 кг топлива (кмоль возд./кг топл.)

,

 кмоль возд./кг топл.

(кг возд./кг  топл.)

,

 кг возд./кг топл.

     Количество  горючей смеси (кмоль гор. см./кг топл.)

,

где коэффициент избытка воздуха (для основных рабочих режимов ); молекулярная масса бензина ( кг/моль).

 кмоль гор. см./кг топл.

     Количество  отдельных компонентов продуктов сгорания

, кмоль /кг топл.;

, кмоль /кг топл.;

, кмоль /кг топл.;

, кмоль /кг топл.;

, кмоль /кг топл.;

 кмоль /кг топл.

 кмоль /кг топл.

 кмоль /кг топл. 
 

     Общее количество продуктов сгорания  (кмоль пр. сг./кг топл.)

,

 кмоль пр. сг./кг топл. 

Процесс впуска

      Плотность заряда на впуске

, кг/м³

где удельная газовая постоянная для воздуха ( Дж/кг град).

 кг/м³

      Потери  давления на впуске

, МПа

где ; м/с; ;

 МПа

    Давление (МПа) в конце впуска

    

,

 МПа

      Коэффициент остаточных газов

где коэффициент очистки ( ); коэффициент дозарядки (

    Температура (К) в конце впуска

    

 К

    

 K 
 

          Коэффициент наполнения

    

    

 

Процесс сжатия

 Давление (МПа) и температура (К) в конце  сжатия

.

МПа

 К    

Средняя мольная  теплоёмкость в конце сжатия:    

а) свежей смеси (воздуха)

 

, кДж/(кмоль град)

 

 кДж/(кмоль град)

б) остаточных газов

 

определяется методом интерполяции по таблицам ( ,кДж/(кмоль град))

в) рабочей смеси

 

, кДж/(кмоль град)

 

 кДж/(кмоль град) 

Процесс сгорания

      Коэффициент молекулярного изменения горючей  смеси 

 
 

рабочей смеси

 

 

 Количество  теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания

 

 кДж/кг

 

 кДж/кг

 Теплота сгорания рабочей смеси

 

 кДж/кмоль раб. см.

 

 кДж/кмоль раб. см.

 Средняя мольная  теплоемкость продуктов сгорания

,

кДж/кмоль

град.

кДж/кмоль

град.

     Температура в конце видимого процесса сгорания

 

 

 K

     Максимальное  давление сгорания теоретическое (МПа):

    

,

    

 МПа 
 

     Максимальное  давление сгорания действительное

    

 МПа

    

 МПа

     Степень повышения давления

    

,

    

. 

    Процесс расширения

     Давление (МПа) в конце расширения:

    

,

    

 МПа

     Температура (К) в конце расширения

    

,

    

 К

     Проверка  ранее принятой температуры ( ) остаточных газов

    

, К

    

 К

      Погрешность расчёта температуры

 
 
 

1.1.3 Определение индикаторных и эффективных показателей

    Теоретическое среднее индикаторное давление по не скругленной диаграмме:

    

, МПа

    

МПа

     Среднее индикаторное давление действительного  цикла

    

МПа

где - коэффициент скругления индикаторной диаграммы ( ).

МПа

    Индикаторный  коэффициент полезного действия

,

    

    Удельный  индикаторный расход топлива

    

 г/кВт ч

    

 г/кВт ч

    Среднее давление механических потерь

    

 МПа

где средняя скорость поршня

    

м/с

    

МПа

    Среднее эффективное давление

    

 МПа