Тепловой и динамический расчет автотракторных двигателей
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
вных параметров (табл. 5) и условий эксплуатации двигателей.
Если степень сжатия выбирается по прототипу, то уменьшение диаметра цилиндра по сравнению с прототипом позволяет брать ее ближе к верхнему пределу, а увеличение диаметра требует ее снижения.
При выборе ? для дизеля принимают во внимание его значение. С учетом сравнительно невысоких скоростных и высоких нагрузочных режимов тракторных дизелей их степень сжатия принимают ниже, чем у автомобильных, для которых характерны более высокие скоростные и частичные нагрузочные режимы.
. Значения степени сжатия автотракторных двигателей
ДвигателиВид топливаВид топливаКарбюраторныеА-728КарбюраторныеА-765,5...6,5КарбюраторныеАИ-936,6...7,1КарбюраторныеАИ-987,6...8,5КарбюраторныеА-1008,6. ..9,5Высокофорсированныеи болеедо 12,5Дизельные без наддува с неразделенной камерой сгораниядиз. топливо14,0...16,0Дизельные без наддува двухкамерныедиз. топливо16,0...18,0Дизельные быстроходныедиз. топливодо 22,0Дизельные с наддувомдиз. топливо11,0...16,0Газовыегенерат. газ6,0...10,0Газовыеприродный газ5,0…8,0
. Влияние конструкции камеры сгорания на степень сжатия
Конструкция камеры сгорания?Полусферическая клиновидная8,5...10,0Вихревая6,5...7,5Цилиндрическая7,5...8,0Шатровая7,0...8,0Шатровая с вытеснителями7,0...9,0
При увеличении степени сжатия в области ее высоких значений (? > 20) использование теплоты улучшается незначительно. Таким образом, применение особо высоких степеней сжатия оказывается нерациональным.
Многотопливные дизели выполняют с повышенными степенями сжатия для устранения влияния цетанового числа на процесс сгорания в них.
Коэффициент избытка воздуха ?. Состав смеси, характеризуемый коэффициентом избытка воздуха, оказывает большое влияние на процесс сгорания топлива, экономичность и конструктивную массу двигателя. Ориентировочные значения для автотракторных двигателей приведены в таблице 6.
. Значение коэффициента избытка воздуха
Двигатели?Карбюраторные0,75...0,95Дизельные с неразделенными камерами сгорания и смесеобразованием1,50...1,80Дизельные с пленочным смесеобразованием1,45...1,55Дизельные вихрекамерные и предкамерные1,25...1,45Дизельные с наддувом1,35...2,0Газовые при работе на генераторном газе1,10...1,15Газовые при работе на природном газе1,15...1,20
Коэффициент избытка воздуха влияет на количество выделяемой теплоты и состав продуктов сгорания. Чем совершеннее процесс смесеобразования, тем меньше значения ? и размеры цилиндра могут быть уменьшены для обеспечения заданной мощности.
Для карбюраторных двигателей максимальная мощность обеспечивается при обогащении смеси (? = 0,85...0,9) , так как при этом достигается максимум скорости распространения пламени. Для более надежного воспламенения и устойчивой работы двигателя на малых нагрузках и холостом ходу требуется еще большее обогащение смеси (? = 0,65...0,8).
Из-за недостатка кислорода топливо не сгорает полностью, вследствие чего происходит неполное выделение теплоты при сгорании и в отработавших газах появляются токсичные продукты неполного окисления.
Параметры окружающей среды. Атмосферные условия принимаем следующие: давление Ро = 0,1 МПа, температура То = 298К
Параметры свежего заряда. Для двигателей без наддува принимают равными параметрам окружающей среды Рк = Ро, Тк = То, а для двигателей с наддувом Рк равным давлению на выходе из компрессора:
при низком наддуве Рк =1,5Ро,
при среднем наддуве Рк = (1,5.. .2,2)Ро,
при высоком наддуве Рк = (2,2...2,5)Ро, а температура Тк как берется равной температуре воздуха за компрессором
,
где nк - показатель политропы сжатия воздуха в компрессоре.
В зависимости от типа надувочного агрегата и степени охлаждения значения nк по опытным данным принимают в следующих пределах: для поршневых двигателей - 1,4...1,6, для объемных нагнетателей - 1,55...1,75, для осевых и центробежных нагнетателей - 1,4...2,0.
Подогрев свежего заряда. Значение подогрева заряда зависит от конструкции и установки на двигателе впускного трубопровода, организации его подогрева и скоростного режима двигателя. Повышение улучшает процесс испарения топлива, но при этом снижается плотность заряда, что отрицательно влияет на наполнение и мощность двигателя. У дизельных двигателей подогрев воздуха, поступающего в цилиндры, должен быть минимальным. Величина подогрева свежего заряда указана в таблице 7.
. Подогрев свежего заряда
Двигатели, СКарбюраторные5...25Дизельные без наддува20...40Дизельные с наддувом20...10Дизельные двухтактные с прямоточной продувкой5...10Газовые10...30Параметры остаточных газов (табл. 8). Перед началом процесса наполнения в объеме камеры сгорания всегда содержится некоторое количество остаточных газов, давление которых Рг зависит от числа и расположения клапанов, сопротивления впускного и выпускного трактов, фаз газораспределения, частоты вращения и нагрузки двигателя, способа наддува и других факторов.
В двигателях с турбонаддувом часть работы расширения газов расходуется на привод компрессора, поэтому при заданном давлении свежего заряда давление газов перед турбиной Рг определяется из уравнения баланса мощностей компрессора и турбины.
,
где к, к1 - показатели адиабаты сжатия воздуха (1,41) и расширения сгоревших газов (1,36 - 1,38)
КПД турбокомпрессоров существующих конструкций составляет 0,4 - 0,6 в прикидочных расчетах берется равным 0,5. Действительный коэффициент молекулярного изменения можно взять равным 1,04.
Температуру газов за турбиной пр?/p>