Кинетическая энергия ротора ТК при установившемся вращении

где - момент инерции ротора (кг∙ м²) для радиально-осевой турбины определяется по эмпирической формуле [11];

– диаметр рабочего колеса турбины, см; - угловая скорость вращения ротора турбокомпрессора.

При расчете цикла за промежуток времени обычно принимают угол поворота коленчатого вала Dj°п.к.в. Для 1°п.к.в. . Тогда энергия, передаваемая газами турбине

; , (28)

где - расход и удельная адиабатная работа газа в турбине; - давление газа за турбиной; - давление перед турбиной ( ); КПД турбины.

Для определения текущего значения энергии используется коэффициент запаса кинетической энергии, вычисляемый по средним за цикл параметрам на расчётном режиме работы двигателя .

Тогда текущая энергия, переданная колесу компрессору от ротора

Соответствующая энергия, переданная от колеса компрессора свежему заряду за промежуток равна

; , (29)

где - расход воздуха, КПД компрессора и удельная адиабатная работа; - показатель адиабаты (политропы) сжатия в компрессоре; - давления воздуха перед компрессором и после компрессора (в коротких трубопроводах и без охлаждения воздуха после компрессора ).

Из уравнения (15) вычисляется отношение , а текущие значения и определяются с использованием универсальной характеристики компрессора. Методика её применения базируется на уникальной особенности отношения , вычисленного при постоянном значении степени повышения давления в компрессоре на характеристике компрессора – возрастать с увеличением расхода воздуха . Теоретически это отношение представляет предельный расход идеального газа на данном режиме работы центробежного компрессора. Для практического использования характеристика компрессора перестраивается в графики зависимости . Значения и берутся в точках пересечения линии с кривыми начиная с границы помпажа. Полученные отношения аппроксимируются полиномами не четвёртой степени.

Если рассчитываются расходы отработавших газов через колесо турбины и минуя ее через перепускной жиклер (регулирование наддува перепуском газа минуя турбину) с целью определения диаметра отверстия на расчетном режиме (см. п. 5.8), то в этом случае промежуток времени увеличивают , где угловая скорость вращения вала двигателя (рад/с). Тогда уравнения энергии (28) и (29) принимают вид

и . (30)

Литература

1.Гаврилов А.А. Влияние внешних факторов на давление рабочего тела в цикле поршневого двигателя./ А.А. Гаврилов, А.Н. Гоц// Материалы V-ой Украинской науч. техн. конференции с междунар. участием.- Первомайск, 2013.- С. 52-59.

2. Гаврилов А.А. Продолжительность задержки воспламенгенгия топливо-воздушной смеси в поршневых двигателях / А.А. Гаврилов, А.Н. Гоц // Фундаментальные исследования, №6 (4), 2014..С. 703-708. – ISSN 1817-7339.

3. Кавтарадзе Р.З. Теория поршневых двигателей. Специальные главы. Учебник для вузов.-М.: ИРзд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008.-720с. (ISBN 978-5-7038-3086-4)

4. Вибе И.И. Новое о рабочем цикле двигателя внутреннего сгорания.-
М.: Машиностроение, 1961. - 240 с.

5. Гаврилов А.А. Модель турбонаддува в цикле двигателя с переменным давлением воздуха на впуске / А.А. Гаврилов, А.Н. Гоц // Фундаментальные исследования, №8 (часть 1), 2013..С. 24-28. – Библиогр. 28. ISSN 1817-7339.

6. Двигатели внутреннего сгорания. Кн.1. Теория рабочих процессов: Учебник для вузов/ В.Н. Луканин, К.А. Морозов, А.С. Хачиян и др.; Под ред. В.Н. Луканина.-М.: Высш.шк., 2005.-479 с.

7. Двигатели внутреннего сгорания: Кн.3. Компьютерный практикум. Моделирование процессов в ДВС: Учебник для вузов / В.Н. Луканин, М.Г. Шатров, Г.Ю. Кричевская и др.; Под ред. В.Н. Луканина и М.Г. Шатрова.- М.: Высш. шк., 2005.-414 с.

8. Гаврилов А.А., Игнатов М.С., Эфрос В.В. Расчет поршневых двигателей внутреннего сгорания. – Владимир, 2003. – 102 с.

9. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пособие для вузов.- М.: Высш. шк., 2002.- 496 с.

10. Коллеров Л.К. Газовые двигатели поршневого типа.- М.: Машиностроение, 1968г.

11. Турбокомпрессоры для наддува дизелей: Справочное пособие. – Л.: Машиностроение, 1975. – 200 с.

СОДЕРЖАНИЕ ПАКЕТА ПРОГРАММ ДЛЯ РАСЧЁТА

ЦИКЛА В ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЯХ

ИСХОДНЫЕ ФАЙЛЫ ДЛЯ РАСЧЁТА ЦИКЛА

2.1.1. AFiDBG4.exe – программный файл для вычисления текущих (по углу п.к.в.) показателей цикла двигателя, работающего на различном топливе (дизельное, бензин или 10 видов газового), с воспламенением топливо-воздушной смеси от искры или от сжатия. Он позволяет рассчитывать циклы без наддува и с турбонаддувом (с конкретным турбокомпрессором). В ней реализованы алгоритмы, позволяющие исследовать влияние фаз газораспределения на показатели двигателя, выбирать рациональный объём трубопроводов и другие возможности.

2.1.2. BA321.dat – файл исходных данных для расчёта текущих (по углу п.к.в.) и средних за цикл показателей бензинового двигателя без наддува

(прил. 2).

2.1.3. D144.dat – файл исходных данных для расчёта текущих (по углу п.к.в.) и средних за цикл показателей дизеля без наддува (прил. 3).

2.1.4. D130G.dat – файл исходных данных для расчёта текущих (по углу п.к.в.) и средних за цикл показателей двигателя с зажиганием смеси от искры без наддува, работающего на одном из видов газового топлива (прил. 4).

2.1.5. D130GD.dat – файл исходных данных для расчёта текущих (по углу п.к.в.) и средних за цикл показателей газодизеля без наддува, с учетом рекомендаций по газовому топливу (прил. 5),

2.1.6. D145rhb.dat – файл исходных данных для расчёта текущих (по углу п.к.в.) и средних за цикл показателей дизеля с наддувом (прил. 6).

2.1.7. D120td03.dat – файл исходных данных для расчёта текущих (по углу п.к.в.) и средних за цикл показателей 2-х цилиндрового дизеля с турбокомпрессором TD03-06G (прил. 7).

2.1.8. D181TL.dat – файл исходных данных для расчёта текущих (по углу п.к.в.) и средних за цикл показателей одного ряда 8-и цилиндрового дизеля с индивидуальным турбокомпрессором для исследования влияния неравномерного порядка впусков в цилиндры свежего заряда (прил. 8).

2.1.9. BA321faz.dat – файл исходных данных для исследования влияния фаз газораспределения на средние за цикл показатели бензинового двигателя без наддува (прил. 9).

2.1.10. D120td03VS.dat – файл исходных данных для определения рационального объёма впускного трубопровода в 2-х цилиндровом дизеле с турбонаддувом (прил. 10).

ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЁТОВ

Для успешной работы с программой пользователь должен иметь знания по теории рабочих процессов и конструкции поршневых двигателей, а также быть знакомым с параметрами бензинов, дизельных и газовых топлив, особенностями конструкции и работы газовых двигателей.

Все расчётные файлы с расширением «.dat » сопровождаются соответствующими рекомендациями и образцами оформления исходных данных (прил. 2-9). Приведены рекомендации для расчёта циклов на режиме максимального крутящего момента.

Программный комплекс предполагает возможность его использования для решения исследовательских задач при выполнении студентами курсовых проектов и квалификационных работ.

В файлах в квадратных скобках параметрам двигателя присвоены идентификаторы, принятые в программе расчета цикла.

В программах предусмотрен вывод на печать большого числа текущих и средних за цикл показателей (табл. 8).

В программном комплексе используется язык «ФОРТРАН» в среде «FAR».

Ввод исходных данных и вывод результатов расчета форматированные.

При работе с конкретными исходными данными рекомендуется использовать только копию выбранного образцового файла с другим именем и расширением «.dat». Исправление данных выполнять с учётом форматирования в образцовом файле (неизменять позиций знака « = «) и десятичной точки «. ».

Для выполнения расчета с командной строки вводится оператор, который формируется, например, в следующем порядке:

AFiDBG4.exe < D144.dat > D144.rez

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ, ОФОРМЛЕНИЮ

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 Следующая ⇒