Общее количество продуктов сгорания
(1.10) 1.3 Параметры окружающей среды и остаточные газы Давление и температура окружающей среды: P0 = 0,0895МПа и Т0 = (20+ +273)К. При постоянном значении степени сжатия e = 9,3 температура остаточных газов практически линейно возрастает с увеличением скоростного режима при , но уменьшается при обогащении смеси. Учитывая, что при n = 1000 об/мин , а на остальных режимах . Давление остаточных газов Pr, за счет расширения фаз газораспределения и снижения сопротивлений при конструктивном оформлении выпускного тракта рассчитываемого двигателя можно получить на номинальном скоростном режиме: Коэффициент для расчета Pr - Кост = 1,06 (1.11) Тепловой расчет последовательно проводится для n = 1000, 2240, 3360, 4480, 5600 и 6160 об/мин. Все расчетные данные приведены в таблице 1 Таблица 1 Характеристика рабочего тела 1.4 Процесс впуска Температура подогрева свежего заряда. С целью получения хорошего наполнения двигателя на номинальном скоростном режиме принимается: 4ОC. Тогда (1.12) Плотность заряда на впуске: = 1,0643 кг/м3, где RB = 287 Дж/кг*град – удельная газовая постоянная для воздуха. Потери давления на впуске. В соответствии со скоростным режимом двигателя (n = 5600 об/мин) и при условии качественной обработки внутренней поверхности впускной системы можно принять = 2,5 и = 100 м/с. Тогда потери давления (1.13) Давление в конце впуска (1.14) Коэффициент остаточных газов. При определении для двигателя без наддува принимается коэффициент очистки = 1. Коэффициент остаточных газов равен: (1.15) Температура в конце впуска (1.16) Коэффициент наполнения (1.17) Таблица 2 Параметры процесса впуска
1.5 Процесс сжатия Средний показатель адиабаты сжатия при e = 9,3 и рассчитанных значениях Та определяется по графику (номограмма для определения показателя адиабаты сжатия ), а средний показатель политропы сжатия принимается несколько меньше . При выборе учитывается, что с уменьшением частоты вращения теплоотдача от газов в стенки цилиндра увеличивается, а уменьшается по сравнению с более значительно: Давление в конце сжатия (1.18). Температура в конце сжатия ,ОК (1.19) tc=Тс – 273 (1.20). Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия: а) свежей смеси (воздуха) , кДж/(кмоль*град) б) остаточных газов , кДж/(кмоль*град) – определяется методом экстраполяции в) рабочей смеси , кДж/(кмоль*град) (1.21) Таблица 3 Параметры процесса сжатия
1.6 Процесс сгорания Коэффициент молекулярного изменения горючей (1.22) рабочей смеси (1.23) Количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания топлива: (1.24) Теплота сгорания рабочей смеси: (1.25) Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания: (1.26) = 39,123 + 0,003349 * tz (1.27) = 22,490 + 0,00143 * tz (1.28) = 26,670 + 0,004438 * tz (1.29) = 19,678 + 0,001758 * tz (1.30) = 21,951 + 0,001457 * tz (1.31) Величина коэффициента использования теплоты при n = 5600 и 6160 об/мин в результате значительного догорания топлива в процессе расширения снижается, а при n = 1000 об/мин , интенсивно уменьшается в связи с увеличением потерь тепла через стенки цилиндра и неплотности между поршнем и цилиндром. Таблица 4 Параметры процесса сгорания Поэтому при изменении скоростного режима ориентировочно принимается в пределах, которые имеют место у работающих карбюраторных двигателей: Температура в конце видимого процесса сгорания (1.32) Максимальное давление сгорания теоретическое: (1.33) Максимальное давление сгорания действительное: (1.34) Степень повышения давления: (1.35) 1.7 Процессы расширения и выпуска Средний показатель адиабаты расширения определяется по номограмме при заданном e = 9,3 для соответствующих значений и , а средний показатель политропы расширения оценивается по величине среднего показателя адиабаты. Давление и температура в конце процесса расширения: (1.36) (1.37) Проверка ранее принятой температуры остаточных газов: (1.38) Таблица 5 Процессы расширения и выпуска 1.8 Индикаторные параметры рабочего цикла Теоретическое среднее индикаторное давление: (1.39) Среднее индикаторное давление: (1.40) где коэффициент полноты диаграммы = 0,96 Индикаторный КПД и индикаторный удельный расход топлива: и (1.41) Таблица 6 Индикаторные показатели двигателя 1.9 Эффективные показатели двигателя Среднее давление механических потерь для карбюраторного двигателя с отношением (1.42) Предварительно приняв ход поршня S=95 мм, получим м/с (1.43) Среднее эффективное давление и механический КПД: и (1.44) Эффективный КПД и эффективный удельный расход топлива: и (1.45) Таблица 7 Эффективные показатели 1.10 Основные параметры цилиндра и двигателя Литраж двигателя (1.47) (1.49) Рабочий объем одного цилиндра (1.48) (1.50) Диаметр цилиндра. Так как ход поршня был предварительно принят S = 71 мм, то диаметр цилиндра составит = 74,27 мм (1.51) Окончательно принимается D = 74 мм и S = 71 мм. Основные параметры и показатели двигателя определяются по окончательно принятым значениям D и S ; (1.52) (1.53) (1.54) (1.55) Литровая мощность двигателя: (1.56) Таблица 8 Расчетные показатели двигателя 2 Построение индикаторной диаграммы Индикаторную диаграмму строят для номинального режима работы двигателя, т.е. =24 кВт и = 5600 об/мин. Масштабы диаграммы: масштаб хода поршня = 0,8 мм/мм; масштаб давлений = 0,04 МПа/мм. Приведенные величины, соответствующие рабочему объему цилиндра и объему камеры сгорания: - приведенный рабочий объем = 88,8 мм. - приведенный объем камеры сгорания = 10,7 мм. - максимальная высота диаграммы = 6,6213 / 0,04 = 166 мм. Таблица 9 Расчет характерных точек цикла по фазам газораспределения
Таблица 10 Построение индикаторной диаграммы 3 Тепловой баланс Общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом: (3.1) Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 с: (3.2) Теплота, передаваемая охлаждающей среде: (3.3) где с = 0,45 – коэффициент пропорциональности для четырехтактных двигателей; i – число цилиндров; D – диаметр цилиндра, см; n – частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин; m = 0,6 показатель степени для четырехтактных двигателей. Теплота, унесенная с отработавшими газами: , Дж/с (3.4) где - теплоемкость остаточных газов, кДж/(кмоль*град); - температура остаточных газов, °С; - теплоемкость свежего заряда, кДж/(кмоль*град); - температура свежего заряда, °С; Теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива: (3.5) Неучтенные потери теплоты: (3.6) Составляющие теплового баланса представлены в таблице 10 и на рисунке 1, расчет характерных точек цикла представлен в таблице 11. 4 Внешняя скоростная характеристика На основании теплового расчета получены и сведены в таблицу 3.1 необходимые величины для построения внешней скоростной характеристики. Коэффициент приспособляемости по скоростной характеристики (4.1) Для сравнения различных методов построения скоростных характеристик и проверки правильности выполнения теплового расчета для нескольких скоростных режимов двигателя дополнительно приведем расчет изменения мощности и удельного расхода топлива на основе процентных соотношений между параметрами относительной скоростной характеристики. Расчетные точки кривой эффективной мощности определяются по следующей эмпирической зависимости через каждые 500-1000 об/мин. (4.2) где Ne и nN – номинальная эффективная мощность (кВт) и частота вращения коленчатого вала (об/мин) при номинальной мощности; Nex и nx - эффективная мощность (кВт) и частота вращения коленчатого вала (об/мин) в искомой точнее скоростной характеристики двигателя. Результаты расчета сведены в таблицу 12. Таблица 11 Составляющие теплового баланса Таблица 12 Параметры внешней скоростной характеристики 5 Сравнительная характеристика расчетного двигателя
Список использованных источников: 1. Колчин А.И., Демидов В.П. «Расчет автомобильных и тракторных двигателей», М.: «Высшая школа», 1980. – 400 с
Популярное: Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1196)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |