Двигатели автомобильно-транспортных средств
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
?аем Тr = 1100К.
Степень подогрева заряда на впуске DТ=10 тАж20 К. При увеличении диаметра цилиндра D, увеличении n и e - DТ уменьшается. Принимаем DТ=15К.
Коэффициент сопротивления С изменяется в пределах 2,5 - 4,0. Он учитывает падение скорости свежего заряда после входа его в цилиндр и гидравлические сопротивления впускной системы двигателя. Принимаем С = 2,5.
Средняя скорость воздуха в проходных сечениях впускных клапанов Wкл может достигать 150 м/с. Эта скорость зависит от диаметра впускного клапана и частоты вращения коленвала. При уменьшении диаметра впускного клапана и увеличении n, средняя скорость Wкл увеличивается. Она ориентировочно определяется по зависимости:
.
Показатель политропы сжатия (условный) n1=1,32 - 1,40. При повышении n увеличивается и n1; при повышении средней температуры процесса сжатия n1 - уменьшается; с уменьшением интенсивности охлаждения двигателя n1 - увеличивается; с уменьшением отношения поверхности охлаждения к объему цилиндра n1 - увеличивается. Учитывая все это принимаем n1=1,31.
Коэффициент эффективного теплоиспользования xz=0,85 - 0,9 это параметр, учитывающий потери теплоты в процессе сгорания. Выбираем среднее значение xz=0,89.
Показатель политропы расширения (условный) n2=1,23 - 1,30. Этот показатель зависит от режима работы двигателя, размеров цилиндра, способа охлаждения и т. д. Во всех случаях, когда увеличивается продолжительность догорания топлива, снижаются относительный теплообмен и утечки газов, n2 - уменьшается. Выбираем n2 =1,3.
Коэффициент полноты индикаторной диаграммы учитывает уменьшение теоретического среднего индикаторного давления вследствие отклонения действительного процесса от расчетного. Принимаем ji=0.96.
3 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ
Тепловой расчет позволяет с достаточной степенью точности аналитическим путем проверить степень совершенства действительного цикла реально работающего двигателя. На основе установленных исходных данных (тип двигателя, мощность, частота вращения коленчатого вала, число и расположение цилиндров, отношение S/D , степень сжатия) проводят тепловой расчет двигателя, в результате которого определяют основные энергетические, экономические и конструктивные параметры двигателя. По результатам теплового расчета строят индикаторную диаграмму.
3.1 Материальный баланс
Теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1 кг жидкого нефтяного топлива.
где: C=0,85; H=0,15; O=0 -элементарный состав топлива.
Количество свежего заряда, кмоль
где:=0,9 -коэффициент избытка воздуха;
=115 -средняя молекулярная масса топлива, кг/кмоль;
Количество компонентов продуктов сгорания
;
;
где: к=0,5 - отношение водорода к окиси углерода.
Количество продуктов сгорания, кмоль
Теоретический коэффициент молекулярного изменения свежей смеси
Средняя мольная изохорная теплоемкость продуктов сгорания, кДж/кгК
;
где: - температура газов в конце процесса сгорания;
a и b - постоянные коэффициенты, определяются экспериментально;
3.2 Процесс впуска.
Плотность воздуха,
где: = 287 Дж/(кгК) - газовая постоянная воздуха;
Р0 = 0,1 МПа - давление окружающей среды;
Т0 = 263 К - температура окружающей среды.
Давление в конце процесса впуска
.
где: =3,1 - коэффициент сопротивления впускной системы ДВС.
=80 - средняя скорость воздуха в проходных сечениях впускных клапанов, м/c;
Коэффициент остаточных газов
.
Температура в конце процесса впуска, К
Коэффициент наполнения
.
3.3 Процесс сжатия.
Давление в конце процесса сжатия, МПа
Температура в конце процесса сжатия, К
Средняя мольная изохорная теплоемкость свежего заряда, кДж/(кмольК)
где .
3.4 Процесс сгорания
Уравнение процесса сгорания в карбюраторном двигателе имеет вид:
.
Упростим уравнение горения
Подставим в это уравнение значение средней мольной теплоемкости продуктов сгорания, тогда получим
Тогда температура tz в точке z
где Hu - низшая теплота сгорания, для КБД - в кДж/кг, с учетом химической полноты сгорания при a < 1.
mд - действительный коэффициент молекулярного изменения свежей смеси:
.
mсvmz - средняя мольная изохорная теплоемкость продуктов сгорания в точке z индикаторной диаграммы.
Решая уравнение, находим температуру tz в точке z:
Степень повышения давления в КБД
Теоретическое давление в конце сгорания, МПа
Давление в действительном цикле в конце сгорания, МПа
3.5 Процесс расширения
Давление в конце процесса расширения, МПа
Для карбюраторных двигателей давление в конце расширения Рв=(0,350,5)Мпа.
Температура в конце расширения, К
Для карбюраторных двигателей Тв=(12001500) К.
.6 Индикаторные показатели цикла.