Тепловой расчет автомобильного двигателя
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?истемы охлаждения и других факторов.
Для двигателей без наддува давление остаточных газов рr в МПа определяется по формуле:
В зависимости от типа двигателя, степени сжатия, частоты вращения и коэффициента избытка воздуха выбираем значение температуры Тr остаточных газов из следующих пределах:
для карбюраторных .
принимаем из условия, что при увеличении степени сжатия и обогащении рабочей смеси температура остаточных газов снижается, а при увеличении частоты вращения - возрастает.
2.2.3 Степень подогрева заряда
В процессе наполнения температура свежего заряда несколько увеличивается на величину ?Т благодаря подогреву от нагретых деталей двигателя.
Значение ?Т принимаем из следующих пределов:
- для карбюраторных двигателей.
Принимаем .
2.2.4 Давление в конце впуска
Величина давления в конце впуска ра в МПа определяется по формуле:
,
где - потери давления во впускном трубопроводе, МПа.
Потери давления во впускном трубопроводе ?р в МПа определяется по формуле:
,
где - коэффициент, учитывающий гидравлическое сопротивление впускного тракта;
- коэффициент затухания скорости заряда в цилиндре;
- средняя скорость движения заряда при максимальном открытии клапана, м/с;
?- плотность заряда на впуске, кг/.
При средней скорости заряда величину принимаем в пределах 2,5…4.
Плотность заряда на впуске ?к в кг/м определяем по формуле:
.
где Rв=287 - удельная газовая постоянная воздуха, Дж/(кгград).
Подставим значения в формулу для расчета ра
.
2.2.5 Коэффициент и количество остаточных газов
Коэффициент остаточных газов ?r для четырехтактных двигателей внутреннего сгорания определяем по формуле:
Количество остаточных газов Мr в кмоль ост.газов/кг топл определяется по формуле:
.
2.2.6 Температура в конце впуска
Температура в конце впуска Та в градусах Кельвина (К) определяется по формуле:
.
2.2.7 Коэффициент наполнения
Для четырехтактных двигателей без учета продувки и дозарядки коэффициента наполнения ?? определяется по формуле:
Полученные результаты заносим в таблицу 1.
Таблица 1 - Значения параметров процесса впуска
Тип двигателяПараметрыКарбюраторный0,091260,0606342,8240,8599Ориентировочные значения0,080…0,0950,04…0,10340…3700,70…0,90
2.3 Процесс сжатия
.3.1 Показатель политропы сжатия
Учитывая, что теплообмен между рабочим телом и стенками цилиндра за процесс сжатия незначителен, то величину n1 (показатель политропы сжатия) можно оценить по среднему показателю адиабаты сжатия k1 по следующей формуле:
.
Значение k1 определяется в зависимости от температуры Та и степени сжатия ? по аппроксимирующей формуле:
.
2.3.2 Давление и температура конца процесса сжатия
Давление рс в МПа и температура Тс в Кельвинах (К) в конце процесса сжатия определяются из уравнения политропы с постоянным показателем n1
;
.
2.3.3 Средняя мольная теплоемкость рабочей смеси в конце сжатия
Рабочая смесь состоит из свежей смеси и остаточных газов.
Температура конца процесса сжатия tс в градусах Цельсия (С)
.
Средняя мольная теплоемкость свежей смеси в конце сжатия принимается равной теплоемкости воздуха кДж;/(кмольград), и определяется по формуле:
.
Средняя мольная теплоемкость остаточных газов в конце сжатия в кДж;/(кмольград) определяется по следующей формуле:
.
Средняя мольная теплоемкость рабочей смеси в кДж;/(кмольград) определяется по формуле:
.
Рассчитанные параметры заносим в таблицу 2.
Таблица 2 - Значения параметров процесса сжатия
Тип двигателяПараметрыКарбюраторный1,3591,259685,832ориентировочные значения1,34…1,380,9…2,0600…800
2.4 Процесс сгорания
Процесс сгорания - основной процесс рабочего цикла двигателя, в течение которого теплота, выделяющаяся вследствие сгорания топлива, идет на повышение внутренней энергии рабочего тела и на совершение механической работы.
С целью упрощения термодинамических расчетов ДВС принимают, что процесс сгорания в двигателях с воспламенением от искры происходит по циклу с подводом теплоты при постоянном объеме (V=const).
Целью расчета процесса сгорания является определение температуры и давления в конце видимого сгорания.
2.4.1 Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси
Изменение объема при сгорании рабочей смеси учитывает коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси, который определяется по формуле:
.
2.4.2 Температура конца видимого сгорания
Температура газа Tz в конце видимого сгорания определяется с использованием решения уравнения сгорания, которое имеет вид:
,
где 5 - коэффициент использования низшей теплоты сгорания на участке видимого сгорания, который принимается из следующих интервалов значений для карбюраторного двигателя 0,8…0,95;
?Нu - потеря теплоты вследствие химической неполноты сгорания, кДж/кг, при ?<1
;
tz - температура в конце видимого сгорания, С;
- средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания при постоянном объеме. кДж/(кмольград). которая определяется по формуле:<