ДВС РОТОРНЫЙ EMDRIVE РАСКОКСОВКА HONDAВИДЫ

Двигатель автомобиля: как рассчитать его объем? Расчет объема двс


Двигатель автомобиля: как рассчитать его объем?

Одним из важнейших показателей автомобиля считается его рабочий объем. От этой характеристики напрямую зависят показатели динамики и мощности транспортного средства. Среди большинства автомобилистов существует ошибочное суждение, что чем больше в  машине значение объема двигателя, тем выше его технические характеристики. На деле же не всегда эти два показателя находятся в прямой зависимости. Для того, чтобы четко понимать на какие эксплуатационные характеристики влияет литраж мотора, попробуем более подробно рассмотреть данный вопрос.

Двигатель автомобиля: как рассчитать его объем?

Что нужно понимать?

Для каждого транспортного средства объем двигателя является неизменной величиной, которая со временем не претерпевает изменения и не колеблется в своем значении. От рабочего объема двигателя зависят мощностные показатели авто, однако те, в свою очередь, оказывают влияние абсолютно на все характеристики машины. Даже оформление ежегодной страховки находится в неразрывной зависимости с литражом автомобиля. Чтобы точно определится с объемом агрегата, нужно:

Не имея никаких знаний по этим вопросам, вряд ли удастся получить желаемый результат. Процедура расчета объема двигателя хоть и не сложна для выполнения, но при этом имеет множество нюансов, которые без знания устройства могут перерасти в большую проблему.

Как устроен мотор?

Процесс работы мотора автомобиля основывается на преобразовании тепловой энергии в механическую. Получается она за счет сгорания топлива в цилиндрах. Механическая энергия и является движущей силой, которая провоцирует движение самого транспортного средства. Что касается цилиндров, то в автомобильном двигателе их несколько. Все они компактно размещаются внутри специального металлического блока. Дополнительно в этом блоке установлены поршни. Вся эта конструкция и определяет объем мотора автомобиля.

Как устроен мотор?

Какую формулу используют для расчета объема?

Расчет рабочего объема достаточно прост. Для его выполнения необходимо точно знать технические параметры и математическую формулу. Под техническими параметрами подразумевается точное число поршней и цилиндров в двигателе. Формула для расчета выглядит следующим образом:

V=3,14*S*D2/1000

Где S – ход поршня в мм;

D - диаметр поршня в мм.

Какую формулу используют для расчета объема?

Объем двигателя всегда рассчитывается в единицах измерения либо л, либо м3. Согласно рабочему объему все автомобили делятся на такие виды:

У микролитражных рабочий объем двигателя варьируется в пределах 1,4 л. Для малолитражных эта величина равна 1.7 л, для среднелитражных от 1,8 л до 3,5 л. Для автомобилей , относящихся к крупнолитражному виду, величина объема соответствует 3,6 л и выше.

Смотрите видео об объеме двигателя автомобиля:

Опубликовано: 23 ноября 2017

automend.ru

Термодинамический расчет основных характеристик работы двигателей внутреннего сгорания

 

Целью термодинамического расчета является определение основных параметров состояния рабочего тела в узловых точках цикла, расхода воздуха и отработавших газов в выхлопном патрубке двигателя.

Наличие таких расчетов позволяет определить пути более рационального использования тепловой энергии, отводимой от системы охлаждения двигателя и выхлопных газов при различных режимах его работы.

В ДВС величина степени сжатия является паспортной характеристикой и зависит от типа двигателя.

Для достижения наибольшей мощности коэффициент избытка воздуха

для двигателей с искровым зажиганием должен лежать в пределах 0,85 – 0,96.

Смесь топлива и воздуха в теории ДВС называют зарядом. В качестве параметров исходного состояния заряда на впуске для двигателей без наддува принимают параметры окружающей среды То = 288 К, Ро = 0,1 МПа.

При применении турбонаддува температура воздуха после компрессора Тк определяется по уравнению политропы:

Тк = , (7.14)

где n – показатель политропы сжатия.

Расчет процессов газообмена, связанного с очисткой рабочих цилиндров от продуктов сгорания и наполнением цилиндра свежим зарядом, сводится к определению давления и температуры остаточных газов Рг, Тг, величины подогрева свежего заряда ΔТ, давления заряда в конце впуска Ра.

Давление остаточных газов определяется давлением среды, в которую происходит выпуск отработавших газов. В установках с утилизацией теплоты отработавших газов величина Рг зависит от сопротивления теплоутилизационного оборудования и в первом приближении может быть принята равной (1,15 – 1,25)Ро.

Для двигателей с искровым зажиганием величина Тг может лежать в диапазоне 800 – 1100 К.

Величина подогрева свежего заряда ΔТ зависит от конструкции впускного трубопровода и может быть принята равной ΔТ= 8 К.

Давление заряда в конце впуска является основным фактором, определяющим количество свежего заряда, поступающего в рабочий цилиндр. Потери давления ΔР по сравнению с давлением окружающей среды определяются гидравлическими сопротивлениями воздушного фильтра, впускного трубопровода и клапана, охладителя надувочного воздуха.

Для ДВС с искровым зажиганием ΔР = (0,05-0,2)Ро. Как правило, ΔР= 0,008 МПа и Ра=0,092 МПа.

Коэффициент остаточных газов характеризует качество очистки цилиндров от продуктов сгорания и может быть найден по формуле

. (7.15)

При номинальном режиме работы двигателя .

Температура заряда в конце впуска Та может быть оценена по уравнению

. (7.16)

Величина Та для двигателей с искровым зажиганием при номинальных параметрах работы может лежать в пределах Та=320 – 370 К.

Коэффициент наполнения представляет собой отношение действительного количества свежего заряда, поступающего в цилиндр в процессе впуска, к тому количеству, которое могло бы поместиться в рабочем объеме цилиндра при условии, что температура и давление в нем равны температуре и давлению среды при впуске.

Снижение гидравлического сопротивления тракта впуска приводит к увеличению , величина которого может быть определена по формуле

. (7.17)

Для четырехтактных двигателей при работе на номинальном режиме = 0,7 – 0,9.

Расчет процесса сжатия сводится к определению параметров заряда Рс и Тс в конце данного процесса:

; (7.18)

. (7.19)

Показатель политропы n1 зависит от теплообмена между зарядом и стенками камеры сгорания. При увеличении отвода теплоты от заряда происходит снижение показателя политропы n1. Возможные значения n1, Рс и Тс при работе на номинальных режимах:

n1= 1,28 – 1,38; Рс=0,8 – 2,0 МПа; Тс= 550 – 800 К.

В процессе сгорания топлива химическая энергия превращается в теплоту, которая расходуется на повышение внутренней энергии рабочего тела и совершение полезной работы. В результате расчета определяется количество рабочего тела и его параметры в конце процесса горения топлива.

Количество заряда Мс, находящегося в рабочем цилиндре в конце процесса сжатия, определяется количеством свежего заряда М1 и остаточных газов Мг:

. (7.20)

Расчет процесса сгорания выполняется на 1 кг сжигаемого топлива. Количество воздуха

, рассчитываемое в киломолях, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива, зависит от элементарного состава топлива:

, (7.21)

где С, Н, О – массовые доли углерода, водорода и кислорода в 1 кг. Для бензина =0,517 кмоль/кг. Элементарный состав бензина: C = 0,855; H = 0,145; О = 0.

– низшая теплота сгорания топлива.

Количество свежего заряда М1, выраженное в киломолях:

, кмоль.

Количество остаточных газов в рабочем цилиндре:

, кмоль.

Количество заряда в рабочем цилиндре в конце процесса сгорания Мz на 1 кг топлива:

, кмоль,

где М2 – количество продуктов, образующееся при сгорании 1 кг топлива.

Для бедных смесей

. (7.22)

Величина М2 =0,528 кмоль/кг для номинальных параметров работы двигателя на жидком топливе – бензине.

В результате сгорания происходит относительное изменение объема рабочего тела. Данное изменение может быть учтено коэффициентом молярного изменения μ0 горючей смеси или действительным коэффициентом молярного изменения μД:

; . (7.23)

Величина μД для двигателей с искровым зажиганием составляет – 1,02…1,12.

Величина температуры в конце процесса сгорания топлива лежит в пределах Тz = 2400÷2900 К, меньшее значение соответствует топливу с меньшей теплотворной способностью.

Давление газов в конце сгорания Pz определяется из уравнения

(7.24)

и затем уточняется по уравнению

, (7.25)

где U = 0,85÷0,88 – коэффициент скругления (или полноты индикаторной диаграммы), учитывающий уменьшение максимально-

го давления вследствие движения поршня и увеличения объема камеры к концу процесса сгорания.

Объем газов в конце сгорания принимается равным объему камеры сгорания:

. (7.26)

В процессе расширения продуктов сгорания топлива происходит преобразование тепловой энергии в механическую.

Расчетными параметрами являются давление Рв и температура Тв в конце процесса расширения. Для упрощения принимается средний показатель политропы n2, значение которого возрастает с увеличением коэффициента использования теплоты.

; . (7.27)

Для карбюраторных двигателей Рв ≈ 0,47÷0,5 МПа; Тв ≈ 1500-1700 К.

Оценка эффективности цикла ДВС осуществляется по индикаторным показателям. Среднее индикаторное давление Рi – это условное постоянное давление, при котором за один ход поршня совершается работа, равная индикаторной работе цикла Li. Величина Рi численно равна работе, получаемой с единицы рабочего объема цилиндра Vh:

. (7.28)

Действительное среднее индикаторное давление для четырехтактного двигателя может составлять величину 1,10÷1,15 МПа.

Индикаторный КПД ηi характеризует степень использования теплоты топлива для получения индикаторной работы. Названный КПД представляет отношение количества теплоты, эквивалентного индикаторной работе цикла Li, ко всему количеству теплоты, внесенному в цилиндр при воспламенении топлива. При расчетах на 1 кг топлива индикаторный КПД, учитывающий все тепловые потери действительного цикла, может быть определен по формуле

. (7.29)

Совершенство цикла оценивается величиной удельного расхода топлива, представляющей отношение расхода топлива в граммах на получение мощности 1 кВт при работе в течение 1 ч.

г/кВт·ч. (7.30)

Расчет эффективных показателей двигателей требует оценки внутренних (механических) потерь в двигателе.

Механические потери оцениваются величиной механического КПД, который составляет ηм ≈ 0,8.

Эффективная мощность, учитывающая механические потери:

. (7.31)

Электрическая мощность, с учетом потерь в генераторе,

, (7.32)

где КПД генератора.

При проведении тепловых расчетов циклов ДВС значительный интерес представляет составление теплового баланса двигателя, характеризующего распределение теплоты топлива, сжигаемого в цилиндрах двигателя.

Уравнение теплового баланса может быть записано в следующем виде:

, (7.33)

где Qт – теплота, вносимая в двигатель с топливом, кДж/ч;

Qп- полезно используемая теплота, кДж/ч;

Qохл- теплота, отведенная в систему охлаждения, кДж/ч;

Qг- теплота, выносимая отработавшими газами, кДж/ч;

Qне – теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания (при ), кДж/ч;

Qост - неучтенные потери теплоты, кДж/ч.

Полезно используемая теплота эквивалентна мощности, снимаемой с клемм генератора.

Теплота, отведенная в систему охлаждения, определяется по следующему уравнению:

, (7.34)

где С=1,85 – эмпирический коэффициент;

i - число цилиндров ДВС;

D - диаметр цилиндра, см;

n - частота вращения коленчатого вала, об/мин;

m = 0,61 – эмпирический коэффициент;

- потеря теплоты на химическую неполноту сгорания, отнесенная к 1 кг топлива, кДж/кг;

- коэффициент избытка воздуха.

Теплота, выносимая из двигателя с отработавшими газами, определяется по следующему соотношению:

Qг = , (7.35)

где Срn, Срз – теплоемкость продуктов сгорания и свежего заряда;

Вт – часовой расход топлива, кг/ч;

Тr , Тк – температура отработавшего газа и свежего заряда;

М1, М2 – количество свежего заряда и продуктов сгорания на 1 кг топлива, кмоль/кг.

Тепловой баланс целесообразно представлять в относительных единицах от количества теплоты, затраченной при сжигании топлива.

(7.36)

или

qп + qохл + qг + qне + qост = 100 %. (7.37)

 

Как показывает практика, средние значения представленных величин для ДВС составляют: qп=27 %; qохл = 18 %; qг = 38 %; qне = 8 %; qост = 9 %.

 

Похожие статьи:

poznayka.org

Расчет объема камеры сгорания

 

Введение

 

 

 

Во второй половине XIX века произошли события, приведшие впоследствии к появлению наиболее массового средства передвижения – автомобиля. В 1860г. французский механик Этьен Ленуар создал первый двигатель внутреннего сгорания. Однако этот двигатель во многом уступал паровым машинам того времени. Существенно повысить его эффективность удалось механику из Кельна Августу Отто, построившему в 1862г. четырехтактный двигатель внутреннего сгорания со сжатием горючей смеси.

Отто понадобилось 15 лет, чтобы сконструировать работоспособный двигатель. Однако этот двигатель работал на газе, был тихоходным и тяжелым, из-за чего получил применение лишь в стационарных условиях. Только перевод двигателя внутреннего сгорания на жидкое топливо открыл ему широкую дорогу на транспорте. Такой двигатель был создан в 1881г. техническим директором завода Отто в г. Дойце Готтлибом Даймлером.

Претерпев значительные конструктивные изменения, постоянно совершенствуясь, двигатели  Отто с принудительным искровым воспламенением и до настоящего времени остались наиболее массовой силовой установкой автомобиля.

В данной контрольной работе необходимо рассмотреть тепловой расчет автомобильного двигателя, определить основные параметры рабочего процесса двигателя. Также необходимо определить индикаторные и эффективные показатели работы двигателя и построить индикаторную диаграмму. 

Исходные данные для выполнения контрольной работы приведены в таблице 1.

 

            Таблица 1 – Исходные данные

Тип двигателя

дизельный

Степень сжатия, ε

14,5

Максимальное давление, Pz, МПа

6,7

Частота вращения коленчатого вала двигателя, n, об/мин

3800

Число цилиндров двигателя, i

6

Диаметр цилиндра,  dц, м

0,095

Ход поршня, S, м

0,102

Длина шатуна, lш, м

0,26

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Расчет объема камеры сгорания

 

 

 

Объем камеры сгорания определяется по формуле:

 

                                                     ,                                                 (1.1)

                                                    

где  Vc– объем камеры сгорания двигателя, м3;

       Vh– рабочий объем цилиндра, м3;

         e – степень сжатия; e = 14,5.

Рабочий объем цилиндра определяется по формуле:

 

                                                        ,                                                     (1.2)

                                                        

где  Fп – площадь поршня, м2;

         S – ход поршня, S  = 0,102 м.

 

Fп = π D2 / 4,                                                     (1.3)

 

где D – диаметр поршня, D = 0,095 м.

Площадь поршня согласно формуле (1.3) составит:

 

Fп = 3,14 · 0,0952 / 4 = 0,708 · 10– 2 м2.

 

Рабочий объем цилиндра согласно формуле (1.2) равен:

 

Vh = 0,708 · 10– 2 × 0,102 = 0,723 · 10– 3  м3.

 

Объем камеры сгорания равен:

 

Vc = 0,723 · 10– 3 / (14,5 – 1) = 0,054 · 10– 3 м3.

 

Объем цилиндра  в точках "а" и "b" индикаторной диаграммы для четырехтактного двигателя:

 

                                            ,                                        (1.4)

 

где  Vа, Vв – объем  цилиндра  в  точках   "а"  и  "b"   индикаторной   диаграммы 

    соответственно.

 

Vа = Vв = 0,054 · 10– 3 + 0,723 · 10– 3 = 0,777 · 10– 3 м3.

 

2 Расчет процесса наполнения

 

 

 

Давление  в цилиндре в конце процесса  наполнения для  четырехтактных ДВС без наддува можно ориентировочно  принять:

 

Ра  = (0,85 – 0,9) Ро,                                                                  (2.1)

 

где Ро – атмосферное  давление  воздуха, МПа.  Для  стандартных  атмосферных

             условий Ро = 0,101 МПа [2].

 

Ра = 0,87 · 0,101 = 0,088 МПа.

 

Температура заряда в конце процесса наполнения определяется по формуле:

 

                                           (2.2)

 

где  То – температура воздушного заряда на входе в двигатель, То = 293 К [2];   

       Dt – подогрев  рабочего  тела  в  цилиндре  от  стенок  в  конце  наполнения,

               Dt = 15 °C [2];

       Тr  – температура выпускных газов, Тr = 800 К [2];

        gr  – коэффициент остаточных газов, gr = 0,05 [2].

 

 

Коэффициент  наполнения  цилиндра определяется по формуле:

 

                                      (2.3)

 

 

 

 

 

 

 

3 Расчет параметров сжатия рабочего тела в цилиндре

    

 

 

Давление и температура в конце сжатия определяется по формуле:

 

                                                  (3.1)

                                               (3.2)

 

где n1 – показатель политропы сжатия, n1 = 1,35 [2]. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Расчет процесса сгорания

 

 

 

Количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива, определяется по формуле:

 

                                      (4.1)

 

где  – элементарный состав соответственно углерода, водорода и

                          кислорода в топливе по массе, [2].

 

 кмоль.

 

Количество свежего  заряда в цилиндре, кмоль, приходящегося на 1 кг топлива, определяется по формуле:

 

М1 = a Lо,                                                      (4.2)

 

где a – коэффициент избытка воздуха,  a  = 1,3 [2].

 

М1 = 1,3 × 0,495 = 0,644 кмоль.

 

Общее количество продуктов сгорания на 1  кг топлива определяется по формуле:

 

                               (4.3)

 

 кмоль.

 

Химический коэффициент молекулярного  изменения рабочего тела:

 

                                            (4.4)

 

Действительный коэффициент молекулярного  изменения рабочей смеси с учетом наличия в цилиндре остаточных газов определяется по формуле:

 

                                                                          (4.5)

 

 

Уравнение сгорания для дизельных двигателей имеет вид:

 

    (4.6)

 

где  x – коэффициент использования теплоты, для дизельных двигателей, x = 0,7;                

     Нu – низшая теплота сгорания  топлива, Нu = 42500 кДж/кг [2];

  mcvc – средняя молярная теплоемкость свежего заряда.

  mcv” – средняя молярная теплоемкость  продуктов  сгорания.

Средняя молярная теплоемкость свежего заряда определяется по формуле:

          

mcvc = 20,16 + 1,74 ×10-3Тс;                                        (4.7)

mcvc = 20,16 + 1,74 ×10-3 ∙ 821 = 21,589.

 

Средняя молярная теплоемкость  продуктов  сгорания определяется по формуле:

 

mcv” =                        (4.8)

mcv” =

 

Степень  повышения давления в цилиндре определяется по формуле:

 

lz = Pz  / Pc.                                                     (4.9)

lz = 6,7 / 3,253 = 2,060.

 

Подставляя полученные значения  величин в уравнения сгорания, получаем уравнение с двумя неизвестными:  максимальной температурой сгорания Тz  и теплоемкости продуктов  сгорания mcv” при этой же температуре.

 

 

После подстановки в уравнение сгорания известных параметров в виде числовых значений и последующих преобразований оно превращается  в квадратное уравнение:

 

АТz2 + ВТz + С = 0,                                            (4.10)

 

где А, В, С –  числовые коэффициенты.

 

2,740 · 10–3Тz2 + 30,549 Тz– 75781,564 = 0.

 

Тогда решение уравнения имеет вид

 

                                          (4.11)

 

 

               

 

Максимальная  температура сгорания равна  Тz = 2089 К.

Теоретическое максимальное давление цикла определяется по формуле:

 

Рz¢ = Рz.                                                       (4.12)

 

                                              Рz¢ = 6,7  МПа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Расчет процесса расширения

 

 

 

Степень предварительного расширения для дизельных двигателей определяется по формуле:

 

r = (m / lz ) × (Тz  / Тс) ;                                           (5.1)

 

r = (1,049 / 2,060) · (2089 / 821) = 1,296.

 

Объем  цилиндра в точке  Z определяется по формуле:

 

Vz = Vc  r;                                                    (5.2)

 

Vz = 0,054 · 10– 3 × 1,296 = 0,070 · 10– 3  м3.

 

Степень  последующего  расширения определяется по формуле:

 

d = e / r;                                                      (5.3)

 

d = 14,5 / 1,296 = 11,188.

 

Давление и температура в цилиндре в конце процесса расширения определяются по формулам:

 

                                                  (5.4)

                                               (5.5)

 

где  n2 – показатель политропы расширения, n2 = 1,26 [2].

 

Рв = 6,7 / 11,1881,26 = 0,320 МПа;

 

Тв = 2089 / 11,1881,26 – 1   = 1117 К.

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Индикаторные показатели работы двигателя

 

 

 

После определения параметров характерных точек индикаторной диаграммы вычисляются показатели рабочего процесса.

Средним индикаторным давлением  Рi  называют отношение работы газов  за цикл Li  к рабочему объему  Vhчетырехтактного двигателя. Среднее индикаторное давление теоретического цикла для  дизелей определяется по формуле:

 

           (6.1)

 

     

 

Среднее индикаторное давление  действительного цикла для  четырехтактного двигателя определяется по формуле:

 

Рi = jп Рi¢ ,                                                      (6.2)

 

где  jп  – коэффициент полноты индикаторной диаграммы, jп  = 0,94 [2].

 

Рi = 0,94 · 0,882 = 0,829 МПа.

 

Индикаторный коэффициент  полезного  действия  hi характеризует  степень  совершенства рабочего процесса в двигателе и представляет собой отношение теплоты, эквивалентной  индикаторной работе  цикла, к теплоте сгорания топлива:

 

                                            (6.3)

 

 

Удельный индикаторный  расход  топлива определяется по формуле:

                                        (6.4)

 

 г/кВт.ч.

 

Индикаторная мощность двигателя определяется по формуле:

 

                                     (6.5)

 

где   i – число цилиндров двигателя, i = 6;

       n – частота вращения коленчатого вала двигателя, n = 3800 об/мин;

       t – коэффициент тактности двигателя, для 4-х тактных ДВС t = 4,

 

 кВт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 Эффективные показатели работы двигателя

 

 

 

Эффективные показатели характеризуют  двигатели в целом, так как учитывают не только потери теплоты, но и механические потери в  двигателе. Для их определения вначале находят среднее давление  механических потерь:

 

Рм = 0,103 + 0,012 Cm,                                         (7.1)

 

где Сm – средняя скорость поршня, м/с:

 

                                                   (7.2)

 

 

Среднее давление механических потерь равно:

 

Рм = 0,103 + 0,012 · 12,92 = 0,258 МПа.

 

Среднее эффективное  давление определяется по формуле:

 

Ре  = Рi  –  Рм;                                                   (7.3)

 

Ре = 0,829 – 0,258 = 0,571 МПа.

 

Механический КПД  двигателя определяется по формуле:

 

                                                  (7.4)

 

 

Эффективный КПД двигателя определяется по формуле:

 

hе = hi hм ;                                              (7.5)

 

hе = 0,374 × 0,689 = 0,258.

 

Удельный эффективный расход  топлива определяется по формуле:

 

                                                  (7.6)

 

 

 

Эффективная мощность двигателя, определяется по формуле:

 

Nе = Ni  hм.                                                (7.7)

 

Nе = 113,88 × 0,689 = 78,46 кВт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 Построение индикаторной  диаграммы

 

 

 

Индикаторная диаграмма строится в координатах давление Р – V. По оси абсцисс откладываются вычисленные ранее объемы Va, Vc, Vz, Vв, соответствующие положению характерных точек индикаторной диаграммы. По оси ординат откладываются вычисленные ранее давления Pa, Pc, Pz, Pв. По значениям объемов и давлений находим положение характерных точек индикаторной диаграммы ("а", "с", "z", "в").

Далее необходимо определить координаты промежуточных точек политроп сжатия "а" – "с" и расширения "z" – "b". Для этого выразим значение давлений Р этих политроп при заданном текущем объеме V.

Расчет политропы сжатия

 

                                               (8.1)

 

Расчет политропы расширения

 

                                             (8.2)

 

Объем цилиндра определяется по формуле:

 

V = Vc + Fп  S.                                               (8.3)

 

Ход поршня определяется по формуле:

 

S  = R (1 – cos j + l (1 – cos 2j) / 4),                              (8.4)

 

где  R – радиус кривошипа коленчатого вала (берется по заданию как половина

              хода поршня), R  = 0,051 м;

      j  – угол  поворота коленчатого вала, град.

       l – отношение радиуса кривошипа к длине шатуна:

 

                                                      (8.5)

 

где lш – длина шатуна, lш = 0,26 м.

 

 

Пример расчета при   j  = 180º.

 

S  = 0,051 · (1 – cos 180º + 0,196 · (1 – cos (2 · 180º)) / 4) = 0,102 м;

      

     

    

 

 

Результаты  расчетов политропных процессов расширения и сжатия приведены в таблице 2.

 

             Таблица 2 – Результаты расчета политропных процессов сжатия и расширения

j, °

S, м

V = Vc+ Fп × S, м3

Сжатие

Расширение

Va/ V

(Va  / V)n1

P, МПа

V / Vz

(V / Vz)n2

P, МПа

180

0,102

0,777 · 10–3

1

1

0,088

11,188

20,962

0,320

210

0,096

0,734 · 10–3

1,059

1,080

0,095

10,486

19,318

0,347

240

0,080

0,621 · 10–3

1,251

1,353

0,119

8,871

15,648

0,428

270

0,056

0,451 · 10–3

1,723

2,084

0,183

6,443

10,458

0,641

300

0,029

0,259 · 10–3

3,000

4,407

0,388

3,700

5,199

1,289

330

0,008

0,111 · 10–3

7,000

13,832

1,217

1,586

1,788

3,747

360

0

0,054 · 10–3

14,5

36,970

3,253

1

1

6,7

 

Индикаторная диаграмма дизельного двигателя  изображена на рисунке 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

 

 

     1 В. М Кленников., Ю. И. Боровских и др. Устройство автомобиля. – М.: Высшая школа, 1978. – 165 с.

     2  С. И. Сухопаров, Р. К. Гизатуллин. Термодинамика и транспортные двигатели: методические указания по выполнению контрольной  работы "Расчет рабочего процесса автотранспортного двигателя". – Гомель/БелГУТ , 2005. – 18 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание 

 

 

 

Введение…………………………………………………………………….

3

1 Расчет объема камеры сгорания…………………………………………

4

2 Расчет процесса наполнения…………………………………………….

5

3 Расчет параметров сжатия рабочего тела в цилиндре…………………

6

4 Расчет процесса сгорания………………………………………………..

7

5 Расчет процесса расширения…………………………………………….

10

6 Индикаторные показатели работы двигателя…………………………..

11

7 Эффективные показатели работы двигателя…………………………...

13

8 Построение индикаторной  диаграммы…………………………………

15

Список использованных источников……………………………………...

18

 

znakka4estva.ru

Вычисление объема цилиндра

Цилиндр это геометрическое тело, которое сформировано вращением прямоугольника на оси, совпадающей с одним из его сторон. Слово «цилиндр» происходит от греческого слова «kylindros».

Как рассчитать объем цилиндра

Вычисление объема цилиндра

 

 

Вычисление объема цилиндра производится по следующей формуле:

V = π r2h

 

V – объем цилиндра

h – высота цилиндра

r – радиус основания

π – 3.14

Как рассчитать объем цилиндра, все мы проходили в средней школе, и этими знаниями наиболее активно пользуются в своей работе конструкторы различных машин и механизмов, потребительских товаров, а также архитекторы.

Инженерам приходится производить расчет объема цилиндра в тех случаях, когда они занимаются проектированием заданий, снабженных колоннами. Правда, в последнее время эти архитектурные элементы в их, так сказать, «классическом» варианте (то есть вместе с базой и капителем) встречаются достаточно редко, но их «упрощенные» разновидности, состоящие из одного ствола (который, собственно говоря, и представляет собой цилиндр) используются весьма широко. Нередко с колоннами приходится иметь дело реставраторам различных сооружений, имеющих большую историческую и культурную ценность, правда, в их работе вычисление объема цилиндра – далеко не самая распространенная процедура. Впрочем, если речь идет о полном восстановлении утраченных по тем или иным причинам колонн, то ее также приходится производить.

Расчет объема цилиндра осуществляется тогда, когда ведётся разработка разнообразных емкостей соответствующей формы. В качестве наглядного примера таковых можно привести, скажем, медицинские шприцы, а также колбы термосов. Следует заметить, что в первом случае такой параметр, как объем, имеет очень важное значение, поскольку от него зависит точное количество медикаментов, вводимого пациенту при инъекциях.

В технике цилиндры распространены чрезвычайно широко: достаточно сказать, что их форму имеют практически все валы и их отдельные составные части, используемые, скажем, в двигателях внутреннего сгорания. К тому же, расчет объема цилиндра – одна из важнейших задач, которую приходится решать конструкторами при проектировании современных бензиновых и дизельных силовых агрегатов, ведь от этого параметра зависит множество их характеристик, и в первую очередь такая важнейшая, как мощность. Почти все типы ДВС снабжаются поршнями, которые также имеют цилиндрическую форму.

Чрезвычайно распространенными деталями, которые присутствуют в конструкции многих сложных технических устройств, являются роликовые подшипники. Как нетрудно догадаться по самому их названию, одними из основных их компонентов являются прочные и износостойкие металлические ролики, имеющие цилиндрическую форму. Именно благодаря такой геометрии, эти детали имеют достаточно большую несущую способность и в большинстве случаев способны выдерживать весьма значительные нагрузки, чем их шариковые аналоги. Роликовые подшипники являются высокоточными деталями, и поэтому при их разработке и проектировании правильный расчет объема цилиндра (в данном случае – ролика) играет немаловажную роль.

simple-math.ru


Смотрите также