ГЛАВА 2. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ.

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 11Следующая ⇒

В процессе теплового расчета должны быть определены параметры состояния рабочего тела, соответствующие характерным точкам цикла, индикаторные и эффективные показатели двигателя, диаметр цилиндра и ход поршня, построены индикаторная диаграмма и скоростная характеристика двигателя.

Тепловой расчет производится для режима номинальной мощности дизеля, а карбюраторного двигателя, работающего с ограничителем, для режима максимальной мощности. Последовательность выполнения теплового расчета:

- выбор и обоснование исходных данных к расчету;

- определение параметров состояния рабочего тела;

- определение индикаторных и эффективных показателей двигателя;

- определения диаметра цилиндра и хода поршня;

- построение индикаторной диаграммы и скоростной характеристики двигателя.

2.1. Выбор и обоснование исходных данных к тепловому расчету

В расчетно-пояснительной записке рекомендуется вначале поместить таблицу принятых значений исходных данных, включая и заданные, а затем вторым пунктом дать обоснование выбранных величин. При этом указываются факторы, влияющие на выбираемый параметр, пределы изменения этого параметра для выполненных конструкций двигателей проектируемого типа и выбирается его значение в этих пределах на основе анализа заданных исходных данных.

Должны быть выбраны и обоснованы: давление p_r и температура Т_r остаточных газов: подогрев свежего заряда ; коэффициент избытка воздуха - ; сорт и марка топлива, его элементарный состав и теплотворность; средние показатели политроп сжатия и расширения n₁ и n₂; степень повышения давления (только для дизелей); коэффициент использования тепла ; коэффициент скругления индикаторной диаграммы. Для выбора и обоснования исходных данных используются рекомендуемая литература и справочные материалы, составленные студентами в ходе изучения дисциплины.

Исходные данные рекомендуется выбирать в следующих пределах.

Давление и температура остаточных газов.

Давление остаточных газов p_r в основном зависит от числа и расположения клапанов и их размеров, сопротивления выпускного такта, быстроходности двигателя, системы охлаждения и других факторов и для автомобильных и тракторных двигателей находится в пределах:

для быстроходных дизелей (W_ср 6, 5 м/с) …p_r = (1, 05…1, 1) p₀;

для тихоходных дизелей (W_ср < 6, 5 м/с)...p_r = (1, 05…1, 15) p₀;

для карбюраторных двигателей …p_r=(1, 05…1, 15)p₀;

Средняя скорость поршня W_ср принимается по прототипу и определяется по выражению:

, м/с,

где S - ход поршня в метрах.

Большие значения принимаются для высокооборотных двигателей с высокой средней скоростью поршня.

Для дизелей с наддувом можно принимать p_r = (0, 75…1, 0)p_к, где p_к - давление воздуха на выходе из нагнетателя.

Температура остаточных газов Т_r зависит от типа двигателя, степени сжатия, частоты вращения, коэффициента избытка воздуха, степени догорания топлива в процессе расширения, нагрузки и для выполненных конструкций двигателей имеет значения:

в дизелях Т_r = 700...950°К;

в карбюраторных двигателях Т_r = 900...1100°К. С увеличением степени сжатия эта температура снижается, а при увеличении частоты вращения она возрастает. На температуру остаточных газов влияет также состав смеси. С увеличением коэффициента избытка воздуха температура Т_r снижается.

Подогрев свежего заряда

Величина подогрева свежего заряда зависит от расположения и конструкции впускного трубопровода, системы охлаждения двигателя и охлаждения впускного трубопровода, быстроходности двигателя, наддува и других факторов.

В существующих конструкциях двигателей подогрев составляет:

карбюраторные двигатели... = 0...20 °К;

дизели без наддува... = 10...30 °К;

дизели с наддувом … = 0…10 °К.

Как правило, V - образные двигатели по сравнению с рядными имеют меньший подогрев заряда.

Коэффициент избытка воздуха

Применяемое для расчета значение коэффициента избытка воздуха в основном определяется типом двигателя и способом смесеобразования и при номинальной мощности двигателя находится в пределах:

для дизелей с неразделенными камерами сгорания и объемным смесеобразованием = 1, 5...1, 8;

для дизелей с камерой в поршне и объемно-пленочным смесеобразованием =1, 4...1, 6;

для дизелей с предкамерами = 1, 35...1, 5;

для дизелей с вихревыми камерами = 1, 25...1, 4;

для четырехтактных карбюраторных двигателей = 0, 85...0, 90;

для дизелей с наддувом = 1, 35...2, 0.

При этом, чем больше частота вращения двигателя и чем больше средняя скорость поршня, тем меньше может быть принято значение для данного типа двигателя.

Топливо

Для автомобильных и тракторных двигателей принимаются автомобильные бензины (ГОСТ 2084-77) и дизельные топлива (ГОСТ 305-82) (табл.3)

Таблица 3.

Элементарный состав и теплота сгорания топлива.

Топливо	Содержание в массовых долях	Молекулярная масса топлива , кг/кмоль	Низшая теплота сгорания топлива Q_{н, кДж/кг}
C	H	O
Автомобильный бензин	0, 855	0, 145	-	110-120
Дизельное топливо	0, 87	0, 125	0, 005	180-200

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒