Работы по тракторам и автомобилям.

Тема 1. Основы теории и расчёта автотракторных двигателей.

 

Для студентов очного и заочного

Обучения специальности С. 03.01.00 и слушателей ФПК.

МИНСК 2001 г.

 

 

Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании методической комиссии агромеханического факультета и рекомендованы к изданию на ротапринте БАТУ.

Протокол № 2 от 24 октября 2001 г.

Cоставители: к.т.н., проф. Мащенский А.А.

К.т.н., проф. Синкевич П.Н.

К.т.н., доц. Cолонский М.А.

Ассистент Поздняков Н.А.

Н.с. УП “БелНИИМСХ” Гришков А.В.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ................................................................................................... 4

Общие методические указания...................................................................... 5

1. Выбор основных параметров двигателя.................................................. 6

1.1. Выбор отношения радиуса кривошипа к длине шатуна...................... 6

1.2. Выбор размеров и числа цилиндров..................................................... 7

1.3. Выбор камеры сгорания, коэффициента избытка

воздуха и степени сжатия....................................................................... 10

1.4. Обоснование необходимости наддува и определение его давления.... 10

2. Определение параметров рабочего цикла дизеля................................... 11

2.1. Расчет индикаторных параметров четырехтактного дизеля................ 11

2.2. Построение и анализ индикаторной диаграммы.................................. 15

2.3. Определение основных размеров двигателя, показателей

топливной экономичности и КПД.......................................................... 17

2.4. Анализ результатов теплового расчета................................................. 18

3. Определение параметров рабочего цикла

карбюраторного двигателя.................................................................... 19

3.1 Особенности теплового расчета четырехтактного

бензинового двигателя............................................................................ 19

3.2. Построение и анализ индикаторной диаграммы.................................. 21

3.3. Особенности теплового расчета двигателя,

работающего на газообразном топливе................................................ 23

4. Построение теоретических характеристик двигателя.............................. 25

4.1. Общие методические указания............................................................... 25

4.2. Теоретическая регуляторная характеристика дизеля........................... 25

4.3. Теоретическая скоростная характеристика двигателя

с искровым зажиганием.......................................................................... 25

5. Динамический расчет двигателя............................................................... 32

5.1. Определение сил, действующих на поршень

и поршневой палец................................................................................. 32

5.2. Определение сил, действующих на шатунную

шейку коленчатого вала......................................................................... 38

5.3. Расчет момента инерции и параметров маховика................................. 40

ПРИЛОЖЕНИЯ............................................................................................. 45

ЛИТЕРАТУРА............................................................................................... 55

ВВЕДЕНИЕ

 

Автотракторные двигатели – сложные технические устройства. В результате длительного периода развития они в настоящее время обладают достаточно высокой степенью совершенства и приемлемыми мощностными и экономическими показателями, а также достаточно надежны в работе. Однако, необходимость повышения эффективности использования тракторов, автомобилей и других мобильных энергетических средств требует дальнейшего совершенствования как самих машин, так и их силовых установок.

Особенности конструкций автомобильных и тракторных двигателей и тенденции их развития полностью определяются требованиями к автомобилям и тракторам в соответствии с потребностями народного хозяйства страны. Кроме того, машины должны быть конкурентоспособными на мировом рынке.

Тракторы, автомобили и самоходные сельскохозяйственные машины используются для выполнения различных операций в течении года. Эти различия определяют особые требования к типам силовых установок, их ресурсу, экономичности и экологической безопасности. Поэтому важное значение имеют вопросы правильной организации эксплуатации автотракторных двигателей, при которой будут достигнуты вышеуказанные требования. Инженер-механик сельскохозяйственного производства должен владеть вопросами теории автотракторных двигателей, без которых невозможно дальнейшее изучение предметов эксплуатации, диагностики и ремонта сложной сельскохозяйственной техники. Целью курсовой работы является систематизация и закрепление знаний по основным разделам дисциплины «Основы теории автомобильных и тракторных двигателей».

 

Общие методические указания

 

Целью теплового и динамического расчетов двигателя является определение основных размеров двигателя, индикаторных параметров рабочего цикла, КПД и экономичности, сил и моментов, нагружающих детали кривошипно-шатунного механизма и определение требуемого момента инерции маховика, а также определение параметров внешней характеристики двигателя.

Исходными данными для выполнения расчетов двигателя являются:

- номинальная частота вращения коленчатого вала n_н, мин^-1;

- отношение хода поршня к диаметру цилиндра, S/D;

Номинальная мощность двигателя N_eн указывается в задании и принимается равной мощности N_н, определенной по данным тягового расчета автомобиля или трактора в зависимости от массы, тягового усилия, скорости движения, условий движения, КПД трансмиссии и допускаемой степени загрузки двигателя.

Предварительно следует определить тип двигателя, руководствуясь следующими соображениями. Для тракторов предпочтителен дизельный двигатель с низкой частотой вращения, и как следствие - повышенным вращающим моментом. Для автомобилей грузоподъемностью до 3 т предпочтительны карбюраторные бензиновые или газовые двигатели; от 3 до 6 т можно использовать как карбюраторные, так и дизельные двигатели, а для автомобилей грузоподъемностью выше 6т предпочтительнее дизели. Для мини-тракторов тягового класса 0,2 и ниже обычно используются карбюраторные бензиновые двигатели.