Тепловой и динамический расчет автотракторных двигателей
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
?нимаем Тт = 850 К.
По значению Рт определяется давление остаточных газов в камере сгорания (МПа)
Рг = Рт + (0,01...0,015)
Температура остаточных газов Тг зависит от конструктивных параметров и режимов работы двигателя и меняется в широких пределах. Точность последующих расчетов (при больших Y) определяется правильностью выбора Тг. Поэтому при расчете ее для четырехтактных карбюраторных двигателей можно пользоваться эмпирическими зависимостями проф. В.А. Петрова:
при ? ? 1 ,
при ? < 1 ,
где n- частота вращения двигателя, мин-1
У дизелей коэффициент остаточных газов значительно меньше, чем у карбюраторных двигателей, поэтому влияние Тг на точность теплового расчета невелико и в расчетах можно брать Тг = 800...850 К.
Точность принятых значений проверяется по формуле Е.К Мазинга:
.
Допустимое отклонение полученного значения Тг от выбранного не должно превышать 15%.
Коэффициент остаточных газов для четырехтактных двигателей определяется по аналитической формуле:
Ориентировочные значения коэффициента остаточных газов приведены в таблице 8.
8.Параметры остаточных газов
ДвигателиРг, МПаТг, К?Карбюраторные0,102...0,120900...10000,01...0,08Дизельные без наддува0,105…0,125600...8000,03...0,06Дизельные с наддувом без промеж. охлаждения(0,75…0,95)РК700...9000,02...0,05Дизельные двухтактные с прямоточной продувкой0,105...0,120600...9000,04...0,10Дизельные двухтактные с петлевой продувкой0,107...0,125800...9000,20...0,40Газовые0,105...0,115750...10000,04...0,08
.2 Расчет процесса впуска
Под давлением конца впуска Ра подразумевается среднее значение давления за процесс впуска. Так как впускная система двигателя оказывает сопротивление прохождению заряда, то давление Ра для двигателей без наддува всегда ниже, а у двигателей с наддувом выше атмосферного давления.
Большое число факторов, оказывающих влияние на значение Ра, и сложность аэродинамических явлений в процессе впуска затрудняют теоретическое определение Ра. По экспериментальным данным Ра принимает значения указанные в таблице 9.
Дизели имеют более высокие значения Ра по сравнению с карбюраторными двигателями при сопоставимых скоростных режимах, что объясняется меньшим сопротивлением впускной системы.
Температура газа, находящегося в цилиндре двигателя в конце впуска, зависит от температуры и массы свежего заряда, температуры и массы остаточных газов (ОГ).
9. Параметры газов в конце впуска
ДвигателиРа, МПаТа, ККарбюраторные0,07…0,09350…400Дизельные без наддува0,08…0,09310…350Дизельные с наддувом без. промеж. охлаждения(0,9…0,96)Рк320…400Дизельные двухтактные с прямоточной продувкой(0,85…1,0)Рк320…400Дизельные двухтактные с петлевой продувкойРк330…350Газовые0,07…0,08320…390
С некоторым приближением температуру Та можно определить по формуле:
,
где - отношение теплоемкости остаточных газов к теплоемкости свежего заряда равно 1,0.
Коэффициент наполнения. Для автотракторных двигателей подсчитывается по формуле:
,
где ?- коэффициент дозарядки, у современных двигателей ? = 1,02...1,07. Значения ?v для реальных автотракторных двигателей приведены в таблице 10.
10. Значения коэффициента наполнения
Двигатели?vКарбюраторные0,75...0,85Окончание табл. 10Дизельные без наддува0,80... 0,90Дизельные с наддувом без промеж, охлаждения0,80... 0,95Дизельные двухтактные с прямоточной продувкой0,75...0,85Дизельные двухтактные с петлевой продувкой0,55...0,75Газовые0,75...0,80
.3 Расчет процесса сжатия
Процесс сжатия в двигателях внутреннего сгорания считается политропным, и параметры состояния заряда в конце сжатия, поэтому подсчитываются по формулам:
, ,
где n1- показатель политропы сжатия, который зависит от конструктивных параметров, режимов работы и условий эксплуатации двигателей (табл. 11).
. Параметры газов в конце сжатия
Двигателиn1Рс, МПаТс, ККарбюраторные и газовые1,43...1,390,90...1,60650...800Дизельные без наддува1,38...1,423,50...5,00700...900Дизельные с наддувом1,35...1,386,00...8,00900...1000Дизельные двухтактные1,37...1,393,0..5,00800...950Выбор среднего показателя политропы сжатия двигателя можно проводить по формуле:
,
где n- частота вращения, мин-1
Для дизельных двигателей полученную величину n1 следует увеличить на 0,01...0,02, так как у карбюраторных двигателей часть тепла сжатия тратится на испарение топлива, что снижает n1. Параметры конца сжатия приведены в таблице 11.
.4 Расчет процесса сгорания
Определение действительного коэффициента молекулярного изменения. По составу заданного топлива подсчитывается теоретически необходимое количество воздуха (кмоль возд./кг топлива) для сжигания 1 кг жидкого топлива:
,
где С, Н, От - содержание углерода, водорода, кислорода в 1 кг жидкого топлива, %.
Количество свежей смеси М1 поступившей в цилиндры двигателя для сжигания 1 кг жидкого топлива в рассчитываемом двигателе при выбранном коэффициенте избытка воздуха, будет:
Изменение объема продуктов сгорания по сравнению с объемом свежего заряда для жидкого топлива подсчитывается по формулам:
для
для
Для сжигания газообразного топлива теоретически необходимое количество воздуха (кмоль возд./ кмоль топлива) подсчитывается по формуле:
,
где - содержание газообразного компонента в заданном топливе, %; n, m - соответственно числа атомов углерода, водорода, кислорода в