Расчет процесса наполнения

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине

“Авиационные двигатели”

 

Харьков 2008

Содержание

1. Тепловой расчет

1.1 Исходные данные

1.2 Выбор дополнительных исходных данных

1.3 Расчет процесса наполнения

1.4 Расчет процесса сжатия

1.5 Расчет процесса сгорания

1.6 Расчёт процесса расширения

1.7 Определение индикаторных параметров двигателя

1.8 Определение эффективных параметров двигателя

1.9 Определение геометрических параметров двигателя

2. Динамический расчет

2.1 Допущения

2.3 Разнос масс КШМ с прицепными шатунами

2.4 Силы инерции

2.5 Построение верхней петли индикаторной диаграммы

2.6 Суммарная сила, действующая на поршень

2.7 Силы, действующие в центральном КШМ

2.8 Суммарные радиальные и окружные силы действующие на шатунную шейку

3. Уравновешивание двигателя

4. Расчет на прочность коленчатого вала

4.1 Силы, действующие на колено коленчатого вала

4.2 Определение запаса прочности в шатунной шейке

4.3 Определение запаса прочности в коренной шейке

5. Расчет поршневого пальца

6. Расчет поршневых колец

Список использованной литературы

Тепловой расчет

 

Под тепловым расчетом поршневого двигателя внутреннего сгорания подразумевается определение параметров, характеризующих рабочие процессы двигателя, а так же величин, определяющих энергетические и экономические параметры его работы.

По данным расчета и по заданным мощности и частоте вращения коленчатого вала можно определить основные размеры проектируемого двигателя. Кроме того, по данным теплового расчета с достаточной для практики точностью можно построить индикаторную диаграмму, необходимую для определения газовых сил, действующих на поршень двигателя, на стенки и головку цилиндра, на элементы кривошипно-шатунного механизма.

 

Исходные данные

 

1) Эффективная мощность на расчетной высоте – .

2) Частота вращения коленчатого вала – .

3) Число цилиндров – .

4) Степень сжатия – .

5) Давление наддува – .

6) Расчетная высота – .

7) Прототип двигателя – АИ-26.

 

Выбор дополнительных исходных данных

 

1. Коэффициент избытка воздуха принимаем равным .

2. Топливо. Сорт применяемого топлива зависит от степени сжатия и давления наддува. В нашем случае (относительно невысокая степень сжатия) наиболее подходящим является бензин Б-91/115.

Низшую теплотворную способность топлива определим по формуле

 

.

 

Элементарный состав авиабензина Б-91/115 включает в себя: ; ; , средняя молекулярная масса – . Тогда:

 

 

3. Параметры воздуха на расчетной высоте.

 

 

Расчет процесса наполнения

 

Цель расчета процесса наполнения – определение давления  и температуры  свежего заряда в конце хода выпуска.

1. Согласно заданию давление наддува . Находим температуру воздуха в конце такта наполнения

 

,

где  - повышение температуры воздуха в нагнетателе. Адиабатическая работа сжатия 1кг воздуха равна:

 

.

 

Адиабатический КПД центробежного нагнетателя примем равным .

Тогда:

 

;

.

 

2. Определяем коэффициент наполнения двигателя с наддувом на расчетной высоте

 

,

 

где  - приведенный коэффициент наполнения.

Примем , тогда

 

.

3. Находим давление в конце такта наполнения.

 

,

 

где p_r – давление остаточных газов в конце такта наполнения. Принимаем:

 

.

 

Степень подогрева свежей смеси в процессе наполнения  условно характеризует результат суммарного теплообмена смеси со стенками цилиндра и донышком поршня, а также понижение температуры за счет испарения топлива.

При , . Тогда:

 

.

 

После подстановки найденных и полученных величин получим

 

.

 

4. Определяем коэффициент остаточных газов

 

,

 

где  - температура остаточных газов.

Примем , тогда:

 

.

 

5. Находим температуру газов в конце такта впуска

 

.