Тепловой и динамический расчет двигателя ВАЗ-2106
Цели и задачи:
Целью данного курсового проекта является улучшение эксплуатационных и технических показателей вследствие применения более современных конструкционных материалов и улучшения тепловых процессов двигателя, а также повышение надёжности его работы, снижение токсичности отработанных газов и улучшение вибрационно-акустических качеств за счёт повышения уравновешенности масс кривошипно-шатунного механизма. В задачи проекта входит расчёт и определение параметров и показателей рабочего цикла, основных размеров, кинематический и динамический анализ, оценка прочности деталей, расчёт и компоновка систем, обслуживающих двигатель.
В курсовом проекте в качестве прототипа используется автомобиль ВАЗ-2106 легковой, с закрытым четырёхдверным кузовом, с передним расположением двигателя и задними ведущими колёсами, предназначен для перевозки пяти человек и багажа не более 50 кг. Автомобиль рассчитан для эксплуатации при температуре окружающей среды от минус 400 С до плюс 450 С.
На автомобиль устанавливается 4-цилиндровый карбюраторный двигатель с рядным вертикальным расположением цилиндров и верхним расположением распределительного вала рабочим объёмом 1,6 литра. Двигатель приводит в движение автомобиль и его оборудование. В таблице приведены основные показатели и параметры двигателя в сравнении с лучшими отечественными и мировыми аналогами.
Таким образом, двигатель ВАЗ 2106 значительно отстаёт от аналогов и на мой взгляд требует значительной модернизации конструкции с целью дальнейшего повышения производительности, эффективных показателей, а также уменьшения выбросов вредных веществ в окружающую среду.
Определяем эксплуатационную мощность двигателя из условия обеспечения максимальной скорости движения.
=43 м/с тАУ максимальная скорость автомобиля
та = 1445 кг тАФ масса автомобиля
тАФ коэффициент суммарного сопротивления дороги. Принимаю 
КВ =0,2 тАФ коэффициент обтекаемости, Н с2/м4
F =1,7тАФ лобовая площадь, м2
тАФ коэффициент учета силы инерции приведенных вращающихся масс
= 1,04+0,04 ik , где ik =1 тАФ передаточное число коробки передач
= 1,04+0,04*1=1,08
ja=0,2 тАФ ускорение автомобиля м/с2
Ва=0,85 тАФ КПД трансмиссии.
=47,6 кВт.
Определяем эффективную мощность:
ВакВт.
Тепловой расчёт и тепловой баланс карбюраторного двигателя
Произвести расчет четырехтактного карбюраторного двигателя, предназначенного для легкового автомобиля. Эффективная мощность двигателя Nе = 56 кВт при частоте вращения коленчатого вала п = 5400 об/мин. Двигатель четырехцилиндровый, i = 4 с рядным расположением. Система охлаждения жидкостная закрытого типа. Степень сжатия ε = 8,5.
Тепловой расчет
Средний элементарный состав и молекулярная масса топлива
С =0,855; Н =0,145 и mт = 115 кг/кмоль.
Низшая теплота сгорания топлива
Параметры рабочего тела. Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива
кмоль возд/кг топл.;
=
Вакг возд/кг топл.
Коэффициент избытка воздуха. Стремление получить двигатель достаточно экономичный и с меньшей токсичностью продуктов сгорания, которая достигается при α ≈ 0,95 - 0,98, позволяет принять α = 0,96 на основных режимах, а на режиме минимальной частоты вращения α = 0,86.
Количество горючей смеси
М1= αL0 + l/mт;
M1 = 0,96 0,516+1/115= 0,5041 кмоль гор. см/кг топл.
Количество отдельных компонентов продуктов сгорания при К=0,5 и принятых скоростных режимах:
при п = 900 об/мин
Вакмоль СО2/кг топл;
Вакмоль СО/кг топл;
Вакмоль Н2О/кг топл;
Вакмоль Н2/кг топл;
Вакмоль N2/кг топл;
при п = 3000, 5400 и 6000 об/мин
Вакмоль СО2/кг топл;
Вакмоль СО/кг топл;
Вакмоль Н2О/кг топл;
Вакмоль Н2/кг топл;
Вакмоль N2/кг топл;
Общее количество продуктов сгорания
;
М2 = 0,0655 + 0,0057+0,0696 + 0,0029 + 0,3923 = 0,5360 кмоль пр. сг/кг топл.
Проверка: М2 = 0,855/12 + 0,145/2 + 0,792 ∙ 0,96 ∙ 0,516 = 0,5360 кмоль пр. сг/кг топл.
Параметры окружающей среды и остаточные газы
Давление и температура окруж. среды при работе двигателей без наддува рk=р0=0,1 МПа и Тk=Т0=293 К.
Температура остаточных газов. При постоянном значении степени сжатия ε = 8,5 температура остаточных газов практически линейно возрастает с увеличением скоростного режима при α = const, но уменьшается при обогащении смеси. Учитывая, что при п = 900 об/мин α = 0,86, а на остальных режимах α = 0,96, принимается:
Вместе с этим смотрят:
Автоматизированная система оперативного управления перевозками
Автоматика и автоматизация на железнодорожном транспорте
Автомобильные дизельные топлива
Автомобильные эксплуатационные материалы
Автомобильный кран