【正文】 aa TTPP ，可求得 To = ～?c? ，經(jīng)驗證 符合要求 。 壓縮過程計算 1 平均多變壓縮指數(shù) n1 n1=～ 取 n1 = 2 壓縮過程中任意曲軸轉(zhuǎn)角 cx? 時的壓力 cxP (畫示功圖時用 ) 1)( ncxcaacx VVPP ? （ MPa） （ ） 其中： Vca—— 進(jìn)氣終點氣缸容積。 ccc cscaSDVV ????? ????? 1412 2?? ???? = L Vcx—— 對應(yīng)于 cx? 時的氣缸容積。 ccxcxcx VrDV ???? )s in2c o s1(4 22 ???? （ ） 式中： r—— 曲柄半徑， r=S/2； λ —— 曲柄連桿比，λ =r/L。 計算 結(jié)果見附錄表 A1 3 壓縮終點充量的狀態(tài)參數(shù) 壓力： 1ncacb PP ?? ?? = MPa 溫度： 11?? ncacb TT ? ??? = K 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 6 燃燒過程計算 1 熱量利用系數(shù)ζ Z 熱量利用系數(shù)ζ Z 表示燃燒熱量被工質(zhì)吸收多少的程度。由于不完全燃燒、傳熱損失、高溫分解、節(jié)流損失等因素，燃料燃燒所發(fā)出的熱量中只有一部分被工質(zhì)吸收。 燃燒終點的熱量利用系數(shù)ζ Z在此范圍內(nèi)選?。害?Z=～ ，取ζ Z= 2 燃燒最高溫度 ZT 1）工質(zhì)的平均等容摩爾熱容 mvC)(? 和平均等 壓摩爾熱容 mpC)(? 間有如下關(guān)系： )()( ?? mvmp CC ?? [kJ/(kmolK)] （ ） 工質(zhì)的平均等壓摩爾熱容 mpC)(? 按下列方法計算： 查圖法：由下圖按過量空氣系數(shù)查出。 圖 燃燒產(chǎn)物和平均等壓摩爾比熱與溫度的關(guān)系 不同 a? 時，石油燃料完全燃燒產(chǎn)物和空氣（ ??a? ）的平均等壓摩爾比熱 mpC)( ??與溫度的關(guān)系 mvC)( ?? 在 Tcb= ??a? 時利用插值法進(jìn)行計算，計算步驟如下： 選用 673K 和 873K 進(jìn)行計算 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 7 873673=200 = 10^3 = mpC)( ?? = 10^3 += )()( ???? mpmv CC ?? == mvC)( ?? 在 Tcb= ?a? 時利用插值法進(jìn)行計算，計算步驟如下： 同理按上步插值法可以求出 mpC)( ?? = )()( ?????? mpmv CC ?? = rmvrmvmvcb CCC ? ???? ? ????? 1 )()()( = 7 3 2 ? ?? =（ KJ/Kmol*K） 2）燃燒方程 ? ? Zmvzcbmvcbrz TCTCMHH )()1( )( 11????? ?? ???? ?? （ ） ?H? =61100（ 1 a? ） Zmvz TC )(0 7 1 30 8 )( ))(6 1 1 0 04 4 1 0 0( ?????? ??? = Zmvz TC )(? 誤差不超過 5%，則 ~= Zmvz TC )(? 3）燃燒最高溫度 ZT 的計算 利用燃燒方程式， ZT 采用試湊法求解，即先假設(shè)一個 ZT ，由過量空氣系數(shù)求出 39。39。)( mvZC? ，然后代入燃燒方程，反復(fù)試算，直到方程兩邊的值相差在 5%以內(nèi)。 計算步驟如下： 先假設(shè) 2020K 利用插值法算出每一溫度的 mvzC )(? 值，再由上式算出 Tz 與 mvzC )(? 乘積 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 8 表 插值法 數(shù)據(jù) Tz（ K） mvzC )(? Tz mvzC )(? 2020 2073 2100 2173 2273 2473 2500 2600 2673 有表格可以看出， 2600K 時最接近 ，則 Tz=2600 3 壓力升高比 ?? cbZTT1?? ?? ??? 一般汽油機 ~??? ，所以符合要求。 4 燃燒最高壓力 zp cbz Pp ??? ?? = MPa 一般汽油機 ?zp 3～ ，所以符合要求。 膨脹過程計算 1 平均多變膨脹指數(shù) ~ ?n 取 n2 = 2 膨脹過程中任意曲軸轉(zhuǎn)角 bx? 時的氣體壓力 bxP （供畫示功圖時用） nVVpPbxZzbx 2)(? （ ） 計算 結(jié)果見附錄 表 A2 3 膨脹過程終點狀態(tài)參數(shù) 壓力：22 /)( ncznbZzb pVVpP ??? = ?^ MPa 溫度： 1122 /)( ?? ?? ncznbZZb TVVTT ?= ??? )(^ 2600 K 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 9 示功圖繪制 1 理論示功圖繪制 根據(jù)各過程計算結(jié)果可以繪制出汽油機實際循環(huán)的理論示功圖，其中，燃燒過程按等容過程繪制。 理論示功圖的理論循環(huán)指示功 1L? 按下式計算： sncc cb VnnpL ????????? ????????? ?? )11(11)11(11 11121 12 ???? （ ） )11(1)11( ????????? ??????? ?? = 按示功圖上縱橫坐標(biāo)比例：壓力值 /格，容積值 /格，可以算出 1L? 對應(yīng)的方格數(shù) oS =178。 2 實際示功圖繪制 理論示功圖沒有考慮下列因素的影響，因而必須進(jìn)行修正得到實際的示功圖： 1）沒有考慮進(jìn)排氣過程。雖然泵氣損失并入機械損失，不計入指示功，但為了示功圖完整，根據(jù)進(jìn)氣終點壓力 aP 和排氣壓力 rP 近似畫出進(jìn)排氣過程線。 2）點火提前的影響：壓力急劇升高應(yīng)該從上止點前就開始。 3）燃燒規(guī)律的影響：燃燒過程壓力線應(yīng)連續(xù)、圓滑，燃燒最高壓力應(yīng)出現(xiàn)在上止點后 12176。~15176。之間 。 4）排氣閥提前開啟的影響：在下止點前壓力就開始下降，即壓力線圓滑過渡到排氣線。整個過程的換氣也應(yīng)修圓。 修圓后實際示功圖的循環(huán)指示功比理論示功圖小。計算因修圓而減少的方格數(shù) 1S =5，即可求出示功圖的豐滿系數(shù) f? 。 010S SSf ??? % 5178 ??? 一般 ~?f? ， 經(jīng) 檢查示功圖的豐滿系數(shù)在該范圍之內(nèi) ,符合要求 。 3 ??p 示功圖的繪制 由 Vp? 示功圖轉(zhuǎn)換成 ??p 示功圖。 1）計算法轉(zhuǎn)換：對于任意曲軸轉(zhuǎn)角 ? ，有氣缸容積 V 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 10 cVrDV ????? ]s in2)co s1[(4 22 ???? （ ） 2）作圖法轉(zhuǎn)換：按下圖所示方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 圖中：偏移量 421 2DrV ?? ???? ?????? 4 2 121 2? L 汽油機性能指標(biāo)計算 1 平均指示壓力 mip sifmi VLp ??? ?? = MPa 2 指示功 iP 、指示熱效率 i? 和指示耗油率 ib ?30 niVpP smii ???? 430 ? ???? = kW cumiai PH pTL ???0? ?? ????? = 汽油機指示熱效率 ~?i? ，即 符合要求。 uii Hb ??? ? 3103600 103600 3??? = [g/(kwh)] 3 機械效率 m? 四沖程汽油機的 ~?m? 之間， 取 m? =。 4 有效功率 eP 、有效熱效率 e? 、平均有效壓力 mep 及有效油耗率 eb mie PP ??? ?? = KW mmime pp ??? ?? = MPa mie ??? ?? ?? = mie bb ?? ? = [g/(kwh)] 四沖程汽油機 ?eb 250~380[g/(kwh)]， ~?e? ， 即 符合要求 。計算出的 eP 和 mep 與任務(wù)書給定的 eP 和計算開始時假定的 mep 的誤差不 超過 5%， 所以也符合要求 。 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 11 4 連桿 三維建模 連桿基本尺寸 1 連桿小頭孔徑 39。1d 和寬度 1B mmd 181 ? mm21 ?? mmdd 2222182 1139。1 ?????? ? ? ? mmdB ~ 11 ???? 其中 1d 為活塞銷直徑； 1? 為連桿小頭襯套厚度。 2 連桿大頭孔徑 39。2D 和寬度 2B mmD ? ?? mmDD 2239。2 ?????? ? mmB 202 ? 其中 2D 為曲柄銷的直徑； 2? 為連桿軸瓦的厚度。 3 工字形斷面的平均高度 H、寬度 B ~?DH ， 取 mmH 13? ； ~?BH ， 取 9?B mm 連桿的 建模 過程 1 打開建模界面：開始 → 機械設(shè)計 → 零件設(shè)計 2 選擇 xy 平面進(jìn)入到草圖界面，選擇圓命令，先畫一個圓心在原點，半徑為 的圓，再畫一個圓心在原點，半徑為 32mm 的圓，選直線命令，畫一條過原點，長為 80mm的直線，然后刪除多余線，退出草圖，選凸臺，進(jìn)行鏡像拉伸，長度為 10mm，如圖 所示。 圖 連桿大頭 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 12 3 建立連桿小頭，點擊 xy 平面，進(jìn)入草圖，選擇圓命令，畫一個圓心在（ ,0），半徑為 14mm 的圓，退出草圖，建立兩個偏移平面，分別偏移 xy平面正向 ，負(fù)方向 ，然后選第一個偏移平面，進(jìn)入草圖，畫一個圓心為（ ,0），半徑為 14mm 的圓，退出草圖，選第二個偏移平面，進(jìn)入草圖，畫一個圓心為（ ,0），半徑為 14mm 的圓，建立多截面實體，依次選中三個圓，即可得到圓柱實體，如圖 所示。 圖 連桿小頭 4 點擊 xy 平面，進(jìn)入草圖，選擇圓命令，畫 圓心為（ ,0）， 半徑為11mm 的圓，退出草圖，選擇凹槽命令，凹槽 鏡像 尺寸為 11mm，如圖 所示。 圖 連桿小頭 5 選擇 xy 平面，進(jìn)入草圖，建立封閉曲線，兩條直線與 H 軸夾角為 3176。，退出草圖，凸臺鏡像距離 , 如圖 所示。 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 13 圖 桿身 6 點擊剛建立的凸臺平面，進(jìn)入草圖，建立封閉曲