Вибір і обгрунтування вихідних даних
Тиск навколишнього середовища -;
Температура навколишнього середовища - К;
Коефіцієнт надлишку повітря для згоряння -;
Ступінь стиснення e = 18;
Елементний склад палива: С = 0,87, Н = 0,126, Про Т = 0,004;
Паливо дизельне автотракторне ЦЧ = 45 од;
Температура залишкових газів Т r - 700-900 К;
Коефіцієнт залишкових газів Оі r - 0,03;
Тиск відпрацьованих газів р r в кінці випуску - (0,75-1,00) р К ;
Підігрів свіжого заряду на впуску ? Т - 5-10 К;
Показники політропи стиснення n 1 і розширення n 2 - n 1 = 1,35-1,42, n 2 = 1,15-1,28;
Коефіцієнт виділення тепла Оѕ - 0,70-0,85;
Ступінь підвищення тиску О» - 1,4-1,7;
Ставлення ходу поршня до діаметру циліндра S/d - 1.
1. Тепловий розрахунок двигуна
При тепловому розрахунку визначаються основні параметри, що характеризують ефективні та економічні показники робочого процесу, встановлюються основні розміри двигуна.
Тепловий розрахунок проводиться для номінального режиму робочого двигуна при оптимальних умовах протікання робочого процесу.
В основу теплового розрахунку покладено аналітичний метод В.І. Гриневецького-Є.К. Мазінга. br/>
1.1 Визначення параметрів впуску
1.1.1 Тиск в кінці впуску
Тиск р a в кінці впуску робить великий вплив на наповнення циліндра свіжим зарядом. Залежить від аеродинамічних втрат у впускний системі, використання наддуву, швидкісного режиму двигуна і ряду інших чинників.
(1)
де - тиск наприкінці впуску;
- тиск повітря після компресора (0,25 МПа).
В
1.1.2 Температура в кінці впуску
Температура Т а в кінці впуску визначається по залежності
(2)
де - температура після компресора, К;
- температура підігріву заряду, К;
- коефіцієнт залишкових газів;
- температура залишкових газів, К.
(3)
де - показник політропи стиснення повітря в компресорі (для центорбежного неохолоджуваного компресора при газотурбінному наддуванні автомобільних двигунів = 1,8-2,0)
В
Тоді, температура в кінці впуску буде рівною:
.
1.1.3 Коефіцієнт наповнення
Коефіцієнт наповнення двигуна О· V визначається по залежності
(4)
де e - коефіцієнт стиснення.
В
1.2 Визначення параметрів стиснення
1.2.1 Тиск в кінці стиснення
Розрахунок тиску і температури в кінці стиснення проводять за рівняннями политропического процесу:
(5)
(6)
де - середній показник політропи стиснення.
(7)
де - число оборотів колінчастого валу.
В
Тоді тиск і температура в кінці стиснення буде рівний:
В В
1.3 Процес згоряння
1.3.1 Теоретична кількість повітря
Теоретично необхідну кількість повітря для повного згоряння 1 кг палива визначається за його елементарного складом:
(8)
де С, Н, О Т - елементний склад палива.
В
кмоль віз./кг топ .
1.3.2 Справжнє кількість свіжого заряду
Справжнє кількість свіжого заряду (кмоль/кг палива), надходження в циліндр:
(9)
де - коефіцієнт надлишку повітря.
кмоль/кг топ
1.3.3 Кількість залишкових газів
Кількість залишкових газів в двигуні вважається за формулою:
(10)
кмоль/кг топ.
1.3.4 Кількість газів в циліндрі в кінці стиснення
Кількість газів в циліндрі наприкінці стиснення визначається з виразу:
(11)
кмоль/кг топ.
1.3.5 Склад і кількість продуктів згоряння
При О±> 1 продукти згоряння рідкого палива складаються з СО 2 , Н 2 О, О 2 і N 2 . Кількість окремих компонентів (кмоль/кг палива):
(12)
(13)
(14)
(15)
де С, Н - відносне вміст вуглецю і водню в моторному паливі (таблиці 1).
Таблиця 1 - Основні показники моторних палив.
Паливо
Середній елементарний склад
1кг палива, (Кг)
Молекулярний вага mт, кг/кмоль
Нижча теплота згоряння Нu, кДж/кг
В
З
Н
