Расчетно-графическое определение параметров скоростной внешней характеристики транспортного поршневого двигателя

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

 высшего профессионального  образования

Санкт - Петербургский Государственный Университет сервиса и экономики

Сосновоборский филиал

Кафедра «Техника и технологии сервиса»

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

по дисциплине

«Технологические процессы в сервисе»

На тему:

 «Расчетно-графическое определение параметров скоростной внешней характеристики транспортного поршневого двигателя (вариант №3)»

 

 

                                                                                 

                                                         

 

 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

ВВЕДЕНИЕ

1. Расчётно-физическое  определение параметров внешней  скоростной характеристики транспортного  поршневого двигателя

1.1 Расчёт  бензинового двигателя

 Список  литературы 
ВВЕДЕНИЕ

 

Основой силового модуля современных транспортных средств является поршневой двигатель внутреннего сгорания – тепловая машина, преобразующая теплоту сгорания углеводородных топлив в механическую энергию.

В процессе эксплуатации параметры работы двигателя (развиваемые мощность и крутящий момент, массовый и удельный расходы топлива, выброс токсичных и концерогенных веществ с отработавшими газами и др.) существенно ухудшаются и возникает необходимость в автосервисном воздействии на двигатель, то есть в различных регулировках или текущем ремонте его систем и узлов.

Правильность реализованных технологических процессов в сервисе и выбранного инструментария, достаточность квалификационного уровня исполнителей и наличие у них устойчивых навыков выполнения конкретных услуг, а также, в конечном итоге, соответствие автомобиля в целом и отремонтированного двигателя в частности правилам безопасности дорожного движения могут быть проверены, например, путём сравнения ряда замеренных на испытательном стенде и расчётно-теоретических параметров работы двигателя.

Целью работы является закрепление знаний, полученных на лекционных и практических по дисциплине.

Задачами работы являются приобретение навыков расчёта и построения скоростной зависимости бензинового двигателя, анализ регулировочных кривых, а также оценка качества выполненных регулировочных и ремонтных воздействий на двигатель.

 

1. Расчётно-физическое определение параметров внешней скоростной характеристики транспортного поршневого двигателя

 

1.1 Расчёт бензинового двигателя

 

В качестве базового принимаем четырёхтактный 4-цилиндровый безнаддувный бензиновый двигатель (плотность воздуха на всасывании Pо=1,21 кг/м3), в котором для стехиометрического сгорания 1 кг топлива требуется 14,95 кг воздуха (L0=14,95 кг/кг).

 

Таблица 1: Варианты расчёта.

Параметры	Варианты
	1	2	3	4	5	резерв
Эффективная мощность двигателя Ne, кВт	55	58	60	62	65	68
Частота вращения коленчатого вала в режиме эффективной мощности nN, мин-1	5200	5250	5300	5400	5500	5550
Объём двигателя Vдв, л	1,35	1,40	1,45	1,50	1,55	1,60
Ход поршня S, мм	70	70	75	75	80	80
Коэффициент избытка воздуха LN на режиме эффективной мощности	0,90	0,90	0,92	0,91	0,91	0,90
Удельный эффективный расход топлива на режиме эффективной мощности qeN, г/кВтч	298	297	296	295	294	294

 

 

Расчёт: вариант 3

1. Мощность в расчётных точках:

Nex=Ne·nx/nN·(1+nx/nN-(nx/nN)2); кВт

N500=60·500/5300·(1+500/5300-(500/5300)2)= 6,14 кВт

N1000=60·1000/5300·(1+1000/5300-(1000/5300)2) = 13,054 кВт

N2000=60·2000/5300·(1+2000/5300-(2000/5300)2) = 27,961 кВт

N3000=60·3000/5300·(1+3000/5300-(3000/5300)2) = 42,305 кВт

N4000=60·4000/5300·(1+4000/5300-(4000/5300)2) = 53,666 кВт

N5000=60·5000/5300·(1+5000/5300-(5000/5300)2) = 59,626 кВт

N6000=60·6000/5300·(1+6000/5300-(6000/5300)2) = 57,768 кВт

 

2. Эффективный крутящий момент:

Mex=9550· Nex/ nx; Нм

M500=9550· 6,14/ 500 =117,274 Нм

M1000=9550· 13,054/ 1000= 124,666 Нм

M2000=9550· 27,961/ 2000 =133,514 Нм

M3000=9550· 42,305/ 3000= 134,671 Нм

M4000=9550· 53,666/ 4000 =128,128 Нм

M5000=9550· 59,626/ 5000 =113,886 Нм

M6000=9550· 57,768/ 6000 =91,947 Нм

 

3. Средняя скорость поршня.

Vсрх=333·10-7·S· nx; м/с

V500=333·10-7·75· 500 = 1,249 м/с

V1000=333·10-7·75· 1000 = 2,498 м/с

V2000=333·10-7·75· 2000 = 4,995 м/с

V3000=333·10-7·75· 3000 = 7,492 м/с

V4000=333·10-7·75· 4000 = 9,99 м/с

V5000=333·10-7·75· 5000 = 12,488 м/с

V6000=333·10-7·75· 6000 = 14,985 м/с

 

4. Среднее эффективное давление цикла.

Pex=120· Nex / Vдв ·nx; МН/м2

P500=120·6,14 /1,45·500 = 1,016 МН/м2

P1000=120·13,054 /1,45·1000 = 1,08 МН/м2

P2000=120·27,961 /1,45·2000 = 1,157 МН/м2

P3000=120·42,305 /1,45·3000 = 1,167 МН/м2

P4000=120·53,666 /1,45·4000 = 1,11 МН/м2

P5000=120·59,626 /1,45·5000 = 0,987 МН/м2

P6000=120·57,768 /1,45·6000 = 0,797 МН/м2

 

5. Среднее давление механических потерь.

Pmx=0.034+0.0113· Vсрх; МН/м2

P500=0.034+0.0113· 1,249 = 0,048 МН/м2

P1000=0.034+0.0113· 2,498 = 0,062 МН/м2

P2000=0.034+0.0113· 4,995 = 0,09 МН/м2

P3000=0.034+0.0113· 7,492 = 0,119 МН/м2

P4000=0.034+0.0113· 9,99 = 0,147 МН/м2

P5000=0.034+0.0113· 12,488 = 0,175 МН/м2

P6000=0.034+0.0113· 14,985 = 0,203 МН/м2

 

6. Среднее индикаторное давление цикла.

Pix= Pex+ Pmx; МН/м2

P500= 1,016 + 0,048 = 1,064 МН/м2

P1000= 1,080 + 0,062 = 1,142 МН/м2

P2000= 1,157 + 0,090 = 1,247 МН/м2

P3000= 1,167 + 0,119 = 1,286 МН/м2

P4000= 1,110 + 0,147 = 1,257 МН/м2

P5000= 0,987 + 0,175 = 1,162 МН/м2

P6000= 0,797 + 0,203 = 1 МН/м2

 

7. Индикаторный  крутящий момент.

Mix=79.59· Vдв · Pix; Нм

M500=79.59·1,45· 1,064 = 122,791 Нм

M1000=79.59·1,45· 1,142 = 131,793 Нм

M2000=79.59·1,45· 1,247 = 143,911 Нм

M3000=79.59·1,45· 1,286 = 148,411 Нм

M4000=79.59·1,45· 1,257 = 145,065 Нм

M5000=79.59·1,45· 1,162 = 134,101 Нм

M6000=79.59·1,45· 1 = 115,406 Нм

 

8.Удельный  эффективный расход топлива.

qex=qeN·(1.55-1.55· nx/nN+(nx/nN)2); г/кВтч

q500=296·(1.55-1.55· 500/5300+(500/5300)2)=418,151 г/кВтч

q1000=296·(1.55-1.55· 1000/5300+(1000/5300)2)=382,772 г/кВтч

q2000=296·(1.55-1.55· 2000/5300+(2000/5300)2)=327,818 г/кВтч

q3000=296·(1.55-1.55· 3000/5300+(3000/5300)2)=293,940 г/кВтч

q4000=296·(1.55-1.55· 4000/5300+(4000/5300)2)=281,137 г/кВтч

q5000=296·(1.55-1.55· 5000/5300+(5000/5300)2)=289,409 г/кВтч

q6000=296·(1.55-1.55· 6000/5300+(6000/5300)2)=318,756 г/кВтч

 

9. Часовой  расход топлива.

GTx=0.001· qex· Nex; кг/ч

G500=0.001· 418,151 · 6,14 = 2,567 кг/ч

G1000=0.001· 382,772 · 13,054 = 4,997 кг/ч

G2000=0.001· 327,818 · 27,961 = 9,166 кг/ч

G3000=0.001· 293,940 · 42,305 = 12,435 кг/ч

G4000=0.001· 281,137 · 53,666 = 15,087 кг/ч

G5000=0.001· 289,409 · 59,626 = 17,256 кг/ч

G6000=0.001· 318,756 · 57,768 = 18,414 кг/ч

 

10. Коэффициент  избытка воздуха.

L500 = 0,85, а во всех других точках Lx = LN

 

L500=0.85

L1000 – 6000 =0.92

 

11. Коэффициент  наполнения цилиндров.

ƞVx=L0· Pex·Lx· qex/3600·P0;

ƞ500=14,95 · 1,016 · 0,65 · 418,151 /3600 ·1,21 = 0,948

ƞ1000=14,95 · 1,08 · 0,7 · 382,772 /3600 ·1,21 = 0,993

ƞ2000=14,95 · 1,157 · 0,75 · 327,818 /3600 ·1,21 = 0,976

ƞ3000=14,95 · 1,167 · 0,8 · 293,940 /3600 ·1,21 = 0,942

ƞ4000=14,95 · 1,11 · 0,92 · 281,137 /3600 ·1,21 = 0,985

ƞ5000=14,95 · 0,987 · 0,92 · 289,409 /3600 ·1,21 = 0,902

ƞ6000=14,95 · 0,797 · 0,92 · 318,756 /3600 ·1,21 = 0,802

 

Полученные данные группируем в таблицу.

Таблица 2: Расчётные данные.

Частота вращения коленчатого вала, мин-1	Параметры внешней скоростной характеристики
	Ne, кВт	Me, Нм	Ре, МН/м2	Vср,м/с	Рm,МН/м2	Mi, Нм	ge,г/кВтч	GТ, кг/ч	ƞV
500	6,14	117,274	1,016	1,249	0,048	122,791	418,151	2,567	0,948
1000	13,054	124,666	1,08	2,498	0,062	131,793	382,772	4,997	0,993
2000	27,961	133,514	1,157	4,995	0,09	143,911	327,818	9,166	0,976
3000	42,305	134,671	1,167	7,492	0,119	148,411	293,940	12,435	0,942
4000	53,666	128,128	1,11	9,99	0,147	145,065	281,137	15,087	0,985
5000	59,626	113,886	0,987	12,488	0,175	134,101	289,409	17,256	0,902
6000	57,768	91,947	0,797	14,985	0,203	115,406	318,756	18,414	0,802

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Технологические процессы в сервисе. Методические указания по выполнению контрольной работы и курсового проекта для студентов специальности 100101.65 (2307.00) «Сервис» специализации (2307.12) «Автосервис». – СПб.: Изд-во СПбГУСЭ, 2006. – 23с.