Задание №

Студенту_________________________________ группы _______________

Выполнить расчет действительного рабочего цикла поршневого ДВС с построением индикаторной диаграммы на номинальном режиме. По результатам расчета определить основные размеры двигателя и его эффективные параметры. Рассчитать и построить внешнюю скоростную характеристику двигателя и его тепловой баланс.

Исходные данные:

- тип двигателя (прототип) ___________________ ;

- номинальная мощность Ne= __________ кВт

при номинальной частоте оборотов коленчатого вала n_N= ______мин^-1;

- рабочий объём двигателя V_H= ______ дм³;

- число и расположение цилиндров i= ________ ;

- коэффициент избытка воздуха  _{1, 2, 3, 4} = ____________________ ;

- степень сжатия = _____ ;

- степень повышения давления λ = ________;

- ход поршня S= ______ мм, диаметр цилиндраD= ______ мм,

отношение S/D= ______;

- атмосферные условия: давление р₀ = _________ мм. рт. ст.,

температура Т₀= ______^оС ;

- вид топлива ___________ .

Консультант ______________________

Замечания после проверки:

Приложение 10. Контрольные вопросы для проверки знаний

1. Общие сведения о ДВС и их классификация.

2. Принцип действия 4-х тактного ДВС.

3. Термодинамический цикл ДВС с искровым зажиганием.

4. Термодинамический цикл дизельного двигателя.

5. Основные параметры цилиндра и двигателя.

6. Определение теплоты сгорания топлива. Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива.

7. Выбор коэффициента состава смеси.

8. Количество горючей смеси. Количество отдельных компонентов продуктов сгорания. Общее количество продуктов сгорания.

9. Параметры окружающей среды и остаточных газов. Параметры на впуске. Температура остаточных газов. Давление остаточных газов.

10. Процессы газообмена. Фазы газораспределения.

11. Температура подогрева свежего заряда. Плотность заряда на впуске. Давление в конце впуска.

12. Периоды процессов газообмена.

13. Показатели качества газообмена.

14. Коэффициент остаточных газов. Температура в конце впуска. Определение коэффициента наполнения.

15. Влияние различных факторов на коэффициент наполнения.

16. Давление и температура в конце сжатия. Средняя мольная теплоемкость свежей смеси, остаточных газов, рабочей смеси.

17. Влияние различных факторов на процесс сжатия.

18. Коэффициент молекулярного изменения горючей смеси. Количество теплоты потерянное из-за химической неполноты сгорания топлива. Теплота сгорания рабочей смеси.

19. Особенности процесса сгорания в ДВС с искровым зажиганием.

20. Влияние различных факторов на процесс сгорания.

21. Коэффициент использования теплоты. Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания.

22. Определение температуры сгорания.

23. Максимальное теоретическое давление сгорания. Степень повышения давления.

24. Определение среднего показателя политропы расширения. Давление и температура в конце процесса расширения.

25. Влияние различных факторов на процесс расширения.

26. Показатели рабочего цикла. Общие сведения.

27. Теоретическое среднее индикаторное давление. Действительное среднее индикаторное давление.

28. Индикаторный КПД. Удельный индикаторный расход топлива.

29. Среднее давление механических потерь. Среднее эффективное давление.

30. Механический КПД. Эффективный КПД. Удельный эффективный расход топлива.

31. Построение индикаторной диаграммы: Построение политроп сжатия и расширения. Скругление. Выбор фаз газораспределения.

32. Тепловой баланс двигателя.

33. Построение внешней скоростной характеристики.

34. Рабочий процесс дизельного двигателя: Индикаторная диаграмма.

35. Рабочий процесс дизельного двигателя: Процессы смесеобразования и горения в дизелях.

Приложение 11. Оптимизационный расчет ДсИЗ на ЭВМ.

Задачей оптимизационного расчета является изучение влияния задаваемых конструктивных и режимных параметров двигателя на эффективность его работы. Цель оптимизационного расчета – получение зависимости эффективных и индикаторных показателей работы ДВС (мощность, крутящий момент, удельный расход топлива и т.д.) от изменяемого параметра.

а) Перечень задаваемых параметров работы ДВС и диапазон их изменения

№ п/п	Задаваемый параметр	Диапазон изменения параметра		Шаг изменения параметра
		Мин. величина	Макс. величина
1	Степень сжатия ε	7	11	0,5
2	Состав смеси α	0,7	1,0	0,05
3	Номинальная частота оборотов (быстроходность) nN, мин-1	4000	6000	500
4	Режимы работы ДВС: а) мин. частоты оборотов n min, мин-1 б) макс. крутящего момента n М, мин-1 в) макс. частоты оборотов n max, мин-1	600 40% nN 105% nN	1000 60% nN 120% nN	100 200 200
5	Отношение хода поршня к диаметру цилиндра S/D	0,7	1,0	0,05
6	Температура воздуха на входе в двигатель То, К	250	300	10
7	Давление воздуха на входе в двигатель Ро, Па	90 000	105 000	1000
8	Коэффициент использования теплоты ξ Z	0,80	0,95	0,01
9	Коэффициент полноты индикаторной диаграммы φ И	0,85	0,95	0,01
10	Коэффициент дозарядки φ ДОЗ	0,95	1,15	0,01

б) Индивидуальные задания на оптимизационный расчет

№ вар.	Задаваемый параметр	Исследуемый показатель
1	Степень сжатия ε	Индикаторный КПД
2	Степень сжатия ε	Индикаторная мощность
3	Состав смеси α	Удельный индикаторный расход топлива
4	Состав смеси α	Эффективная мощность
5	Номинальная частота оборотов nN	Эффективная мощность
6	Номинальная частота оборотов nN	Мощность механических потерь
7	Режимы работы ДВС: а) мин. частоты оборотов n min б) макс. крутящего момента nМ в) макс. частоты оборотов n max	Эффективная мощность
8	Режимы работы ДВС: а) мин. частоты оборотов n min б) макс. крутящего момента nМ в) макс. частоты оборотов n max	Мощность механических потерь
9	Отношение хода поршня к диаметру цилиндра S/D	Механический КПД
10	Отношение хода поршня к диаметру цилиндра S/D	Эффективная мощность
11	Температура воздуха на входе в двигатель То	Эффективная мощность
12	Температура воздуха на входе в двигатель То	Удельный эффективный расход топлива
13	Давление воздуха на входе в двигатель Ро	Эффективная мощность
14	Давление воздуха на входе в двигатель Ро	Удельный эффективный расход топлива
15	Коэффициент использования теплоты ξ Z	Эффективная мощность
16	Коэффициент использования теплоты ξ Z	Удельный эффективный расход топлива
17	Коэффициент полноты индикаторной диаграммы φ И	Индикаторная мощность
18	Коэффициент полноты индикаторной диаграммы φ И	Удельный индикаторный расход топлива
19	Коэффициент дозарядки φ ДОЗ	Эффективная мощность
20	Коэффициент дозарядки φ ДОЗ	Удельный эффективный расход топлива

в) Пример выполнения оптимизационного расчета

Задание: исследовать влияние изменения степени сжатия в диапазоне от 8 до 14 единиц на полноту индикаторной диаграммы и эффективные показатели работы двигателя с искровым зажиганием рабочим объемом 1,6 дм³ , номинальной частотой оборотов 5600 мин^-1.

Результаты расчета:

- индикаторная диаграмма

- внешняя скоростная характеристика

- изменение эффективной мощности по внешней скоростной харатеристики

33