Введення
Створення сучасного транспортного двигуна, що відповідає високим вимогам динамічності, паливної економічності та екології - складний і багатоетапний процес. Він включає розробку технічного завдання і його аналіз, вибір конструктивної схеми і ескізну компоновку двигуна, проектування основних вузлів і деталей в ув'язці з технологічної опрацюванням, виготовлення дослідних зразків та всебічні їх випробування. Потім з урахуванням результатів випробувань слід внесення змін у конструкцію, створення робочої і технічної документації на об'єкт і постановка його на серійне виробництво. Важливе місце в цьому процесі займає розрахунок робочого циклу поршневого двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ), в основу якого покладено метод теплового розрахунку, розроблений професором В.І. Гриневецьким.
У загальному випадку тепловий розрахунок проводиться для аналітичного визначення основних параметрів і ефективних показників знову проектованого двигуна. Проте його можна використовувати і для оцінки дійсного циклу реально існуючого двигуна при зміні окремих конструктивних або режимних параметрів яких зовнішніх умов експлуатації. Така постановка завдання більш відповідає інженерної діяльності у сфері експлуатації транспортних ДВС. При цьому розрахунковим шляхом може бути побудована зовнішня швидкісна характеристика, що містить основні паспортні дані двигуна, з подальшим її аналізом.
Розрахунок поршневого двигуна включає також динамічний розрахунок кривошипно-шатунного механізму за визначенням сумарних сил і моментів, що виникають від тиску газів і сил інерції, і сумарного крутного моменту. Результати динамічного розрахунку використовуються для оцінки міцності деталей і вузлів силових механізмів. До розрахунку двигуна відноситься також визначення основних параметрів і експлуатаційних показників систем двигуна, що забезпечують його роботу.
двигун згоряння паливо теплової
Варіант і вихідні дані
Pajero MMC, тиск наддуву Р к=0,22 МПа.
Таблиця 1 - Основні конструктивні параметри та ефективні показники двигуна Pajero MMC
Основні показателіPajero MMCДіаметр циліндра D, мм959Ход поршня S, мм1008Рабочій об'єм двигуна Vл, л2,8Степень стиснення 21 (16) Максимальна ефективна потужність Ne, кВт929Номінальная частота обертання nном, об/мін40000Максімальний крутний момент Memax, Нм292Частота обертання при максимальному крутному моменті nMe, об/мін2000
1. Тепловий розрахунок робочого циклу
. 1 Параметри робочого тіла
Середній елементарний склад дизельних палив:
вуглець C=0,870;
водень H=0,126;
паливний кисень O m=0,004.
Нижча теплота згоряння H u=42500 кДж/кг
Теоретично необхідну кількість повітря для згоряння 1кг палива:
Кількість свіжого заряду при заданому:
б - коефіцієнт надлишку повітря. Для дизеля з високим наддувом можна прийняти б=1,8-2,0 в залежності від тиску наддуву.
Загальна кількість продуктів згоряння:
Кількість окремих компонентів:
Теоретичний коефіцієнт молекулярного зміни:
.2 Процес впуску
Приймаю, що тиск навколишнього середовища po=0,1 МПа, температура навколишнього середовища To=288 К. Значення ряду параметрів, необхідних при розрахунку, вибираю, виходячи з таких емпіричних залежностей:
тиск наддуву (перед впуском) рк=0,22 МПа;
температура надувочного повітря;
Те, ро - параметри навколишнього середовища;
тиск залишкових газів pr при газотурбінному наддуванні для номінальної частоти обертання pr=(0,90-0,98) pk=0,2112;
температура залишкових газів T r=800 К;
підігрів свіжого заряду;
Щільність свіжого заряду:
- питома газова стала повітря, Дж/(кг · град).
Тиск в кінці впуску:
- середня швидкість руху заряду в найменшому перетині впускного тракту м/с;.
Коефіцієнт залишкових газів:
Температура в кінці впуску:
Коефіцієнт наповнення:
1.3 Процес стиснення
Показник політропи стиснення приймаємо в межах=1,36.
Тиск в кінці стиснення:
Температура в кінці стиснення:
(з урахуванням наддуву приймаємо e=16)
.4 Процес згоряння
Дійсний коефіцієнт молекулярного зміни:
<...
