Авиационный поршневой двигатель АИ-14

СжатиеРасширение1800,0996783440,0012663813607,7927195740,000140711900,1003428110,0012601643707,1050123670,000151592000,1023856350,0012414913805,5988387910,000183712100,1059610160,0012103233904,1155308330,000235462200,1113470830,0011666784002,9936552860,000304362300,1189828150,0011107434102,2212770280,000387182400,1295316350,0010430054201,700900660,000480172500,1439877910,0009643834301,3475121690,000579382600,1638539120,0008763374401,103092170,000680872700,1914399950,0007809354500,9306057870,000780932800,2303719430,0006808664600,8066703080,000876342900,2864581640,0005793814700,7163719510,000964383000,3691306520,0004801694800,6500291190,001043013100,4936139740,0003871754900,601239060,001110743200,6830982970,0003043635000,5657035450,001166683300,9659821130,0002354625100,5405186530,001210323401,350514330,0001837055200,5237430270,001241493501,7504293440,0001515935300,5141367810,001260163601,9356561020,0001407095400,511008750,00126638

Авиационный поршневой двигатель АИ-14

Дипломная работа

Транспорт, логистика

Другие дипломы по предмету

Транспорт, логистика

Сдать работу со 100% гаранией

МIНIСТЕРСТВО ОСВIТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського

«Харківський авіаційний інститут»

Кафедра 203

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Авіаційний ПОРШНЬОВИЙ двигун аи-14

Пояснювальна записка до курсового проекту

з дисципліни «Авіаційні поршньові двигуни»

ХАІ.203.252М.11О.100117.

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

Произвести расчет авиационного звездообразного поршневого двигателя с воздушным охлаждением (прототип АИ - 14Р).

Исходные данные:

1) эффективная мощность на расчетной высоте;

) частота вращения коленчатого вала

) число цилиндров ;

) степень сжатия ;

) давление наддува

) расчетная высота

Объем работы:

Выполнить следующие расчеты:

-Тепловой расчет

Необходимо рассчитать рабочий цикл двигателя, то есть определить параметры, характеризующие отдельные его процессы (наполнение, сжатие, сгорание, расширение, выпуск), и цикл в целом. По данным расчета определить основные размеры двигателя и предполагаемую экономичность.

-Динамический расчет

По данным теплового расчета произвести построение индикаторной диаграммы и определить силы, действующие на все звенья кривошипно-шатунного механизма (КШМ).

-Силовой расчет

1. Расчет поршня .

. Расчет поршневого пальца.

.Расчет поршневых колец.

4. Расчет прицепного шатуна.

5. Расчет на прочность коленвала.

РЕФЕРАТ

 

Курсовой проект: пояснительная записка 36с., 11 рисунков, 4 таблицы, 6 источников, 1 приложение.

Разработан поршневой звездообразный двигатель внутреннего сгорания, произведен тепловой и динамический расчеты, а так же прочностные расчеты основных деталей ДВС.

Построены диаграммы сил инерции, скругленная индикаторная диаграмма, диаграмма фаз газораспределения и показан порядок работы цилиндров.

Определены напряжения и деформации поршня с помощью конечно-элементного расчета в программе SolidWorks.

Произведен расчет прицепного шатуна на устойчивость и определены его деформации и опасные участки.

Рассчитан поршневой палец и определены его деформации, напряжения, опасные участки и коэффициент запаса прочности.

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, ПОРШЕНЬ, ПАЛЕЦ, ПРИЦЕПНОЙ ШАТУН, КУЛАЧКОВАЯ ШАЙБА, ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ, ЦИЛИНДР, ГЛАВНЫЙ ШАТУН, ГОЛОВКА ЦИЛИНДРА, ТЕПЛОВОЙ ЗАЗОР, КОРЕННАЯ ШЕЙКА, КОЛЕНЧАСТЫЙ ВАЛ, ЩОКА.

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Тепловой расчет

.1 Исходные данные

.2 Выбор дополнительных исходных данных

.3 Расчет процесса наполнения

.4 Расчет процесса сжатия

.5 Расчет процесса сгорания

.6 Определение индикаторных параметров двигателя

.7 Определение эффективных параметров двигателя

.8 Определение геометрических параметров двигателя

. Динамический расчет

.1 Допущения

.2 Построение верхней петли индикаторной диаграммы и расчет давления газов в цилиндре

.3 Определение основных размеров КШМ

.4 Определение массы основных деталей

.5 Разнос масс КШМ с прицепными шатунами

.6 Силы инерции

.7 Суммарная сила, действующая на поршень

.8 Силы, действующие в центральном КШМ

.9 Суммарные радиальные и окружные силы, действующие на шатунную шейку

. Уравновешивание двигателя

. Прочностные расчеты

.1 Расчет поршня

.2 Расчет пальца

.3 Расчет шатуна

Вывод

Список использованной литературы

1 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.

 

1.1 Исходные данные

 

- эффективная мощность на расчетной высоте -

частота вращения коленчатого вала - ();

число цилиндров -

степень сжатия -

давление наддува -

расчетная высота -

Прототип двигателя - АИ-14.

 

1.2 Выбор дополнительных исходных данных

 

Коэффициент избытка воздуха. Принимаем

Топливо. Сорт применяемого топлива зависит от степени сжатия и давления наддува. В нашем случае наиболее подходящим является бензин EURO - 5 .

Низшая теплотворную способность топлива

Параметры воздуха на расчетной высоте.

 

1.3 Расчет процесса наполнения

 

Цель расчета процесса наполнения - определение давления РА и температуры ТА свежего заряда в конце хода выпуска.

В течении процесса наполнения свежая смесь поступает в цилиндр двигателя. Чем больше в цилиндр поступит свежей смеси, тем большую мощность может развить двигатель. Увеличение заряда свежей смеси в цилиндре достигается при помощи нагнетателя. Авиационный двигатель имеет для этой цели центробежный нагнетатель с механическим приводом.

Согласно заданию давление наддува . Находим температуру воздуха после нагнетания

 

,

 

где - повышение температуры воздуха в нагнетателе.

Адиабатическая работа сжатия 1кг воздуха равна:

 

.

Адиабатический КПД центробежного нагнетателя примем равным . Тогда

 

.

 

Определяем коэффициент наполнения двигателя с наддувом на расчетной высоте

 

,

 

где - приведенный коэффициент наполнения. Примем , тогда

Находим давление в конце хода впуска.

 

,

 

где - давление остаточных газов в конце входа впуска. 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

Определяем коэффициент остаточных газов

 

,

 

где - температура остаточных газов. Примем , тогда

.

Находим температуру газов в конце хода впуска

 

.

 

1.4 Расчет процесса сжатия

 

Цель расчета процесса сжатия - определение давления и температуры газов в конце этого процесса.

1Давление в конце сжатия:

 

2Температура в конце сжатия:

 

 

1.5 Расчет процесса сгорания

 

Цель расчета процесса сгорания - определение максимальных значений давления и температуры газов при сгорании топлива.

.Температура газов:

 

,

 

где - низшая теплота сгорания топлива с учетом условий, при которых протекает процесс сгорания.

 

;

 

- коэффициент эффективного выделения теплоты. Примем ;

- теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива в кмоль/кг,

 

 

Действительное количество воздуха для сгорания 1кг топлива равно

;

- действительный коэффициент молекулярного изменения, где - химический коэффициент молекулярного изменения.

Для случая определяем

 

 

.

- средняя молярная теплоемкость газов в интервале температур от 0 до ,

 

 

.

Подставим все известные величины в исходное уравнение:

, откуда ;

2.Определим максимальное давление сгорания

 

1.6 Определение индикаторных параметров двигателя

 

1.Индикаторное давление

 

,

 

где - коэффициент полноты (скругления) индикаторной диаграммы. Примем .

 

- степень повышения давления. Тогда

 

2.Определяем индикаторный КПД

 

 

3.Удельный индикаторный расход топлива равен

 

.

 

1.7 Определение эффективных параметров двигателя

 

1.Среднее эффективное давление

 

,

где - коэффициент, оценивающий долю индикаторной мощности, затраченной на привод нагнетателя.

Эффективный КПД нагнетателя

- теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива, .

Среднее давление механических потерь характеризует мощность, затраченную на преодоление сил трения, на привод вспомогательных механизмов и агрегатов и на насосные потери.

Для определения пользуются эмпирическими уравнениями, полученными на основании экспериментальных данных.

 

,

 

Среднее эффективное давление

2.Механический КПД

 

 

3.Значение эффективного КПД

 

4.Удельный эффективный расход топлива

 

Похожие работы

1 2 3 4 5 > >>