Курсовой проект - Определение основных параметров двигателя внутреннего сгорания

Содержание
1. Краткое описание процессов, происходящих в одном цикле двигателя внутреннего сгорания
1.1 Процесс впуска
1.2 Процесс сжатия
1.3 Процесс сгорания и расширения
1.4 Процесс выпуска
2. Расчёт параметров одного цикла и построение индикаторной диаграммы
3. Расчёт параметров криврошипо-шатунного механизма
4. Потсроение диаграммы фаз газораспределения
5. Расчёт и построение внешней характерестики ДВС
6. Проектирование кривошипно-шатунного механизма
Список литературы

Выходные характеристики ДВС, а также его размеры и масса определяются в основном при расчете кривошипно-шатунного механизма с использованием законов термодинамики. Известно, что теоретические циклы отличаются от реальных наличием тепловых и механических потерь: на трение, насосных (при впуске и выпуске), на привод вспомогательных агрегатов. Это приводит к снижению эффективности превращения тепла от сгорания топлива в механическую работу. Рассмотрим действительный цикл работы четырехтактного ДВС по мере происходящих в нем процессов.

Процесс впуска
Ход поршня при впуске начинается по окончании хода выпуска. Поэтому в камере сгорания с объёмом Vcв это время находятся отработавшие газы при повышенной температуре Т=7000С и давлении рr, превышающим атмосферное рат. Основной задачей при впуске является наиболее полное заполнение цилиндра свежим зарядом. Улучшению наполнения цилиндра и повышению мощности двигателя способствуют низкие значения следующих факторов: температуры цилиндра, температуры топлива, давления остаточных газов, разрежения в цилиндре при впуске.
На последний фактор влияют в основном сопротивления по всасывающей системе. Поэтому становится понятной необходимость работы при чистом фильтре, полированной внутренней поверхности коллектора. Давление при впуске ра может быть больше атмосферного рат только у двигателей с надувом и составляет ра=0,103…0,105 МПа.
На индикаторной диаграмме процесс впуска показан линией r-a.

Процесс сжатия
К концу этого процесса давление топлива рс возрастает до значений рс=3…5,5 МПа. Температура при этом повышается соответственно до значений 300 0С и 600 0С, необходимых для воспламенения и сгорания.
В начале сжатия свежий заряд подогревается, заимствуя тепло от стенок цилиндра и днища поршня, а в конце тепло, появляющееся от сжатия заряда, отдается в систему охлаждения. Из-за теплообмена процесс является политропным:
рVn1=const.
Показатель политропы n1 постоянно меняется от частоты вращения колен-вала ne, температуры Т, формы камеры сгорания, размеров цилиндра, интенсивности охлиждения и т.д. Для практических целей с целью упрощения расчетов n1 принимают постоянным, n1=1,35…1,40. Графически процесс расширения показан линией а-с.

Процесс сгорания и расширения
В конце такта сжатия до прихода поршня в верхнюю мертвую точку (ВМТ) происходит самовоспламенение топлива, впрыскиваемой форсункой. При сгорании температура повышается до значений 1600…2000 0С, а давление газов до рz=6…8 МПа. После прохода ВМТ начинается процесс расширения, при котором совершается полезная работа.
Процесс, как и в предыдущем такте, происходит при наличии теплообмена, он также описывается политропным законом, но с другим показателем политропы n2. Этот показатель в расчетах также принимается постоянным, средним за процесс. Значения n2 колеблются от 1,20… 1,28.
В конце такта расширения температура снижается до Т=700…1000 0С, а давление- до рb=0,25…0,40 МПа. На индикаторной диаграмме процесс рас-ширения показан линией z-b.

Процесс выпуска.
В первый период процесса при открытии выускного клапана в момент, когда до прихода поршня в НМТ остаётся примерно 15% его хода, отработавшие газы удаляются за счет энергии расширяющего газа со скоростью до 900 м/с.
Во второй период газы вытесняются поршнем, движущимся от НМТ к ВМТ, и на это затрачивается работа. Скорость газов снижаетя до 60…100 м/с.
В первый период не смотря на то, что он примерно в 3 раза короче второго, удаляется около 70% отработавших газов. Поэтому в существующих ДВС имеется опережение в открытии выпускного клапана, несмотря на потери полезной работы. Иначе больше мощности потеряется на выталкивание поршнем отработавших газов. Давление в конце процесса выпуска примерно рr= 0,105…0,125 МПа. На индикаторной диаграмме рассматриваемый процесс показан линией b-r.