Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ярославский государственный технический университет»
Кафедра «Двигателей внутреннего сгорания»
Работа защищёна
с оценкой__________
Преподаватель,доц
________А.А.Павлов
«___»___________20__г.
Тепловой расчет рядного четырехцилиндрового двигателя внутреннего сгорания с учетом процессов топливоподачи, смесеобразования и сгорания
Курсовая работа
по дисциплине «Теория рабочих процессов и моделирование в ДВС»
ЯГТУ 140501.65
|
|
Работу выполнила студентка гр.ЗД-53а ___Д.А. Ефиманова |
2013 Реферат
Страниц 28, рисунков 25, приложений 2
ДВИГАТЕЛЬ, ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ, СГОРАНИЕ, ТОПЛИВОПОДАЧА, ЦИЛИНДР, КАМЕРА СГОРАНИЯ, ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЕ
Объект исследования – поршневой рядный дизельный с турбонаддувом четырехцилиндровый двигатель внутреннего сгорания.
Цель работы – выполнение теплового расчета ДВС с учетом процессов топливоподачи, смесеобразования и сгорания с заданными параметрами.
В ходе работы выполнен расчет рабочего процесса двигателя в программном комплексе «Дизель-РК», а также смоделирован этот процесс. Была выбрана форма камеры сгорания, определены параметры форсунки, топлива и наддува.
В ходе выполнения работы были успешно решены все поставленные задачи:
Выполнен тепловой расчет, получены индикаторные и эффективные показатели двигателя, смоделирован рабочий процесс.
В результате работы получены следующие параметры:
Мощность 51 кВт,
Крутящий момент 171,3 Нм,
Удельный эффективный расход топлива 0,25422 кг/(кВт*ч)
Оглавление
Введение 3
Заключение 18
Приложение А 20
Приложение Б 25
Список литературы 28
Введение
Целью работы является научиться методически определять параметры двигателя, анализировать данные испытаний двигателя. В ходе курсовой работы нужно определить изменение параметров рабочего тела в цилиндре двигателя, определить скорость тепловыделения, относительное тепловыделение, определить количество токсичных компонентов, определить расположение форсунки, количество и диаметр отверстий, параметры топлива и наддува.
Для этого зададим параметры двигателя:
ДВС четырехцилиндровый, рядный, дизельный с наддувом
Диаметр цилиндра 94мм,
Ход поршня 104мм,
Степень сжатия 17,
Номинальная частота вращения 2850 об/мин.
Основная аналитическая часть теплового расчета двигателя
Используя программу Дизель РК, занесем данные двигателя:
Рис.1Выбор типа и компоновки двигателя
Рис.2 Выбор размерности двигателя
Рис.3 Выбор области применения двигателя и параметров окружающей среды
Рис.4 Выбор параметров наддува
Получим проект двигателя с заданными характеристиками.
Внесем корректировки в настройках цилиндропоршневой группы для более точного расчета:
Рис.5 Выбор параметров цилиндро-поршневой группы
Рис.6 Выбор параметров цилиндро-поршневой группы
Рис. 7 Выбор параметров цилиндро-поршневой группы
Рис.8 Выбор параметров цилиндро-поршневой группы
Внесем корректировки в настройках топливной аппаратуры и камеры сгорания для более точного расчета:
Рис.9 Выбор камеры сгорания
Рис.10 Выбор характеристики впрыска
Максимальное давление впрыска 1500 бар
Рис.11Уточнение характеристик впрыска и сгорания
Рис.12Уточнение характеристик впрыска и сгорания
Рис. 13 Выбор характеристики распылителя
Принимает количество форсунок на цилиндр 1 штука. Диаметр сопловых отверстий 0,15 мм, количество сопловых отверстий 7.
Внесем корректировки в настройках газораспределения для более точного расчета:
Рис.14 Характеристика впускной системы газораспределения
Рис.15 Характеристика выпускной системы газораспределения
Рис.16 Схема впускных каналов
Рис. 17 Схема выпускных каналов
Выберем на двигатель турбокомпрессор с охладителем надувочного воздуха:
Рис.18 Выбор турбокомпрессора
Режим работы двигателя:
Рис.19 Характеристика режима работы двигателя
Производим расчет теплового процесса двигателя в программе, получаем следующие показатели работы двигателя, которые представлены в приложении А.
По результатам теплового расчета построим зависимости давления в цилиндре, температуре в цилиндре, расхода газа через выпускные каналы от поворота КВ:
Рис.20 Индикаторная диаграмма P=f(α):
Рис.21 Индикаторная диаграмма процессов газообмена Gsc=f(α):
Рис.22 Изменение температуры рабочего тела в цилиндре Tc=f(α):
С помощью визуализации развития топливных струй можно посмотреть, как развивается топливный факел при впрыске топлива с камеру сгорания:
Рис.23 Развитие топливной струи
Рис.24 Развитие топливной струи
Рис.25 Развитие топливной струи
Получив все расчеты и построив графики, сравним полученные показатели норм Евро с принятыми. Показатель NOx у расчетного двигателя равен 3.8670, сравнивая с принятыми стандартами, получим показатель нормы Евро 3, по стандарту он не должен превышать 7.
Произведем тепловой расчет в программе Гриневецкого, Мазинга, где по заданной мощности определяются размеры ЦПГ, для сравнения характеристик двух расчетов, данные расчета представлены в приложении Б.
Результаты получаются разные, т.к.в программе Гринивецкого-Мазинга имеются допущения
- схематизация процесса сгорания, подобная принятой в идеальных циклах, если не считать приближенного учета догорания топлива по линии расширения при выборе величин коэффициента использования теплоты;
- отсутствует учет параметров топливоподачи (момент подачи топлива и его количество);
- отсутствует учет влияния фаз газораспределения на показатели рабочего цикла двигателя.