Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Оценка технико-экономических и экологических показателей F4R



На основании паспортных данных двигателя-прототипа (выбирается по желанию студента) заполняется таблица 1 по установленной форме

Таблица 1.

Техническая характеристика двигателяRenaultDuster (F4R) 2, 0

 

Nп/п Показатель Обозначение Численное значение
Номинальная мощность Ре, кВт
Номинальная частота вращения n, мин-1
Максимальный вращающий момент при частоте вращения Te, Hм n, мин-1 (3750)
Тип двигателя Д.И.З.(Дизель) Д.И.З.
Компоновка двигателя Р (V) P
Число цилиндров i
Размерность двигателя S/D 1, 12
Диаметр цилиндра D, мм 82, 7
Ход поршня S, мм
       
Число одноименных клапанов и их привод   8, цепь
Тип охлаждения двигателя Жидкостное (воздушное) Жидкостное
Наличие наддува   -
Степень сжатия двигателя ε
Литраж двигателя Vл, л

 

С учетом параметров технической характеристики двигателя-прототипа и предлагаемых формул проводится его технико-экономическая и экологическая экспертиза (табл.2.)

 

Таблица 2.

Технико-экономическая и экологическая экспертиза двигателя F4R

 

Nп/п Показатель Формула (обозначение) Численное значение Соотв. нормат.
Факт. Нормат.
Литровая мощность двигателя Рле/Vл, кВт/л 40…70 (Д.И.З) 20…25 (Дизель) Соотв.
Среднее эффективное давление газов на номинальном режиме 1, 4   > 1, 1МПа Соотв.
Средняя скорость поршня 17, 8 < 15м/с Не соотв.
Поршневая мощность двигателя 7, 4 20…40 (Д.И.З) 20…30 (Дизель) Не соотв.
Оптимальная степень сжатия (Д.И.З)     Соотв.
Требуемое октановое число топлива     Соотв.
Оптимальный эффективный удельный расход топлива (Д.И.З)   155, 38   Соотв.
Экологические показатели: уменьшение выбросовза счет: ЕВРО-5 ЕВРО-5, 6 Соотв.
СО катализатора 0, 08    
СН катализатора 0, 05    
NOx нейтрализатора   системы «EGR» 1, 2    
системы «Adblue-Bluetec»      

 

Расчет термодинамических процессов рабочего цикла двигателя F4R

 

Процессы впуска и выпуска

а). Задаются значениями: То; ро; Тr; рr; DТ; ра.

ТемператураТо и давление роокружающей среды принимаются в соответствии со стандартными атмосферными условиями: То=273+25=298К; ро=0, 1 МПа.

 

Температура Тr и давление рr остаточных газов зависят от частоты вращения и нагрузки двигателя, сопротивления выпускного тракта, способа наддува.

рr=1, 12 (1, 05…1, 20)

Температура остаточных газов зависит в основном от коэффициента избытка воздуха a, степени сжатия e, частоты вращения коленчатого вала, нагрузки.

Тr=800 К (900…1100) К;

- степень подогрева свежего заряда во впускном тракте зависит от частоты вращения:

DТ=20 (10…30 )

 

Давление в конце впуска рапринимается из следующего соотношения:

ра= рк- Dра;

ра=0, 1 - 0, 0159 = 0, 0841МПа

У двигателей потери давления а за счет сопротивления впускного тракта находятся в пределах: (0, 05…0, 2)

а = 0, 0159

б). Определяем величины: g r (коэффициент остаточных газов), Тa (температура конца наполнения) и hv (коэффициент наполнения):

(0, 05…..0, 12) (1)

(320.....380) (2)

(0, 75…..0, 85) (3)

Тк= То; рк= ро.

в). В зависимости от принятого значения коэффициента избытка воздуха a определяют массу свежего заряда, введенного в цилиндры двигателя (ориентировочно):

М1 = 1, 05*15/ 29 = 0, 54, кмоль(4)

 

Масса воздуха в кмолях: Lo=15/29 = 0, 54.

(29 –масса 1 кмоль воздуха), a = 1, 05

 

 

Процесс сжатия

Определяют параметры процесса сжатия: n1; рс; Тс; Мс.

а). Показатель политропы сжатия п1определяется из соотношения:

n1 = 1, 41 – 100/3750=1, 39; (5)

б). Давление конца сжатия:

= 2, 2 (6)

в). Температура конца сжатия:

. (7)

г). Масса рабочей смеси в конце сжатия:

, кмоль. (8)

 

д). Теплоемкость рабочей смеси в конце сжатия:

Сv.c=20, 16+1, 74× 10 -3928, 24 = 21, 77514, кДж/(кмоль.град). (9)

Процесс сгорания

а). Определяем массу продуктов сгорания в цилиндрах двигателя.

, (10)

 

б). Определяем температуру газов в цилиндре в конце процесса сгорания из уравнений:

, (11)

 

Теплоемкость продуктов сгорания при постоянном объеме:

Сvz =(18, 4+2, 6· 1, 05) + (15, 5 + 13, 8·1, 05)10 – 4·2912, 546=21, 133; (12)

 

Теплоемкость продуктов сгорания при постоянном давлении:

Сrz =(20, 2 + 0, 92/1, 05) + (15, 5 + 13, 8/1, 05) 10 –42912, 546 + 8, 314; (13)

 

m -коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси в ходе сгорания m= =1, 05 (значения m находятся в пределах 1, 01…1, 1)

 

x - коэффициент использования теплоты в ходе сгорания,

x = 0, 85(0, 85… 0, 95);

 

Нu- низшая теплотворная способность топлива:

для бензина - 44 × ; u = 0

.

(-0, 0029)·Тz2 + (-21, 13)·Тz +86142, 6 =0, (14)

Tz = . (15)

в). Определяем максимальное давление газов в цилиндре:

. (16)

Процесс расширения

Определяют параметры процесса расширения: n2; рb; Тb.

а). Показатель политропы расширения n2определяется из соотношения:

n2 = 1, 22 + 130 / 3750=1, 24(20) (17)

б). Давление и температура конца расширения:

; (18)

; (19)

Полученные расчетные значения термодинамических параметров процессов цикла необходимо сопоставить с данными табл. 3.

Таблица 3

Предельные значения параметров процессов цикла

Тип двигателя pc , МПа pz, , МПа Тс, К Тz, К Тb, К
Бензиновые и газовые двигатели 0, 9…2, 2 3…5, 5 600…800 2400…2900 1400…1700

 


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2017-04-12; Просмотров: 362; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.025 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь