Расчет двигателя внутреннего сгорания автомобиля КамАЗ

QНС- теплота, не выделившаяся вследствие неполноты сгорания (кДж/ч) при α<1

QНС=119*103(1-α)L0GТ; (75)

QОХЛ- количество теплоты, отводимой в охлаждающую среду (кДж/ч),

QОХЛ=Q-(Qe+Qr+QНС). (76)

1.9.1 Уравнение теплового баланса в относительных единицах

qe+qr+qHC+qOXЛ=100%, (77)

где qe=*10

0%, qr=*100%, qОХЛ=*100%, qНС=*100%.

В табл.2 приведены примерные значения составляющих теплового баланса для номинального режима работы двигателей.

2. Построение индикаторной диаграммы

2.1 Построение индикаторной диаграммы двигателя с воспламенением от сжатия

Индикаторная диаграмма строится в координатах р-V.

По оси абсцисс (оси объемов) откладывают отрезок АВ (рисунок 1), соответствующий ходу поршня S в натуральную величину. Влево от точки А откладывают отрезок ОА, соответствующий объему камеры сжатия Vс; величина отрезка определяется из соотношения:

(50)

Точка О принимается за начало координат р-V.

Для построения индикаторной диаграммы рекомендуются масштабы давлений в пределах = 0,02 - 0,05 МН/м2. Масштаб давлений принимается таким, чтобы высота диаграммы превышала основание в 1,2-1,5 раза.

Из точек А и В проводят вертикальные линии, являющиеся отметками ВМТ и НМТ, на которые наносят точки а, с, в, r, z, соответствующие давлениям ра, рс, рb, рr, рz.

При выполнении построения политроп сжатия и расширения рекомендуется осуществим графическим методом в следующей последовательности. Из начала координат О проводят луч под произвольным углом (α=15-200) к оси абсцисс. Из начала координат О под углами и к оси ординат проводят лучи ОЕ и ОК. значения углов и определяют по зависимостям:

(51)

(52)

Следовательно и будут равны 300 и 260 соответственно.

Из точки С проводят горизонталь до пересечения с осью ординат. Из полученной точки под углом 450 к оси ординат проводят прямую до пересечения с лучом ОЕ, а из точки пересечения с лучом- горизонтальную линию. Из точки С опускают перпендикуляр на ось абсцисс до пересечения с лучом ОД. Из полученной точки проводят прямую под углом 450 к вертикали до пересечения с осью абсцисс. Из нее восстанавливают перпендикуляр к оси абсцисс до пересечения с ранее проведенной горизонталью. Полученная точка 1' принадлежит политропе сжатия. Другие точки политропы сжатия получаются аналогичным путем. Из точки пересечения горизонтали, на которой лежит точка 1', с осью ординат проводят прямую под углом 450 к оси ординат до пересечения с лучом ОЕ и т.д. Через полученные точки 1',2',3' и т.д. проводится политропа сжатия АС. Построение политропы расширения выполняется аналогично. Построение начинают из точки Z, используя лучи ОД и ОК. Через полученные точки 1",2",3" и т.д. проводится политропа расширения ZB.

При правильном построении политропы сжатия и расширения должны проходить соответственно через точки А и В.

В действительной индикаторной диаграмме следует учесть округления в точках с, z и b, обусловленные опережением зажигания, протекания процесса сгорания и предваоеним открытия выпускного клапана.

Для этой цели под индикаторной диаграммой строят полуокружность с диаметром, равным ходу поршня с центром О1. От центра О1 вправо откладывают отрезок r(λ/2) (поправку Ф.А.Брикса на конечную длину шатуна). При расчетах задаются значением (ℓ- длина шатуна, r- радиус кривошипа, λ=1/3,5-1/4,5) или принимают по данным прототипа проектируемого двигателя.

Из центра О2 под углом γ1 (угол опережения открытия выпускного клапана) проводят луч О2В1. Через точку В1 проводят вертикаль до пересечения с политропой расширения. Полученная точка b1 на индикаторной диаграмме соответствует моменту открытия выпускного клапана.

Скругление индикаторной диаграммы делают на участке b1, b2, b3.

Затем из центра О2 проводят луч О2С под углом γ2 (угол опережения зажигания, γ2=25-350 поворота коленчатого вала до ВМТ). Через точку С проводят вертикаль до пересечения с политропой сжатия. Точка С' на индикаторной диаграмме соответствует моменту зажигания. Положение точки С" определяют, приняв р"С=1,15-1,25 рС.

Процессы впуска и выпуска условно принимают протекающими при постоянном давлении на участках соответственно r, a и b1, b2, b3,r.

Рисунок 1 – Индикаторная диаграмма

3. Динамическое исследование кривошипно-шатунного механизма

Динамическое исследование кривошипно-шатунного механизма включает:

1)построение развернутой индикаторной диаграммы в функции угла поворота коленчатого вала двигателя;

2)определение сил инерции от возвратно-поступательно движущихся масс кривошипно-шатунного механизма;

3)построение развернутой диаграммы удельных сил инерции от возвратно-поступательно движущихся масс кривошипно-шатунного механизма;

4)построение развернутой диаграммы суммарной силы, действующей на поршень;

5)определение тангенциальной силы, приложенной к оси шатунной шейки коленчатого вала;

6)построение развернутой диаграммы тангенциальных сил;

7)определение размеров маховика;

8)анализ уравновешенности двигателя и методов уравновешивания сил и моментов в проектируемом двигателе.

3.1 Построение развернутой индикаторной диаграммы

Для построения развернутой индикаторной диаграммы используют полуокружность (рисунок 1), расположенную под индикаторной диаграммой. Полуокружность делим на 12 равных частей через 150 поворота коленчатого вала. Полученные на полуокружности точки 1, 2, 3 и т. д. соединяют с центром О1. Из центра О2 проводят лучи, параллельные ранее проведенным из центра О1 лучам. Через полученные точки 1', 2', 3' и т. д. проводят вертикальные линии до пересечения с кривыми индикаторной диаграммы. Найденные точки индикаторной диаграммы соответствуют текущим значениям давлений при определенных углах поворота коленчатого вала. Развертывают индикаторную диаграмму относительно давления р0 в диапазоне угла поворота коленчатого вала 0-4π. Текущие значения давления газов рх:

 Скачать реферат