Метод_ КР_дизель(ПСО)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ВОЛЖСКИЙ ФИЛИАЛ

Кафедра «Автомобили и автомобильное хозяйство»

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ АВТОМОБИЛЕЙ

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

по выполнению курсовой работы

Чебоксары – 2012 г.

Исходные данные для теплового расчета двигателя

2

ВВЕДЕНИЕ

Целью курсовой работы по дисциплине «Энергетические установки ав-

томобилей» является закрепление знаний, полученных студентами при изуче-

нии всех разделов дисциплины.

В первой части проекта произведен тепловой расчет двигателя в режиме максимальной мощности, составлен тепловой баланс, построены индикаторная диаграмма и скоростная характеристика.

Вторая часть проекта посвящена силовому анализу работы кривошипно-

шатунного механизма (КШМ) и построению графиков основных сил и момен-

тов, возникающих при работе энергетических установок.

Третья часть включает расчет двух обслуживающих систем двигателя:

систему смазки и систему охлаждения.

3

1. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ

На основании исходных данных, производим следующие расчеты.

1.1.Параметры рабочего тепла

1.1.1.Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг

топлива:

кг воздуха/кг топлива

1.1.2. Рассчитываем количество свежего заряда (воздуха):

М0= α L0 = кмоль воздуха/кг топлива

1.1.3. Рассчитываем количество горючей смеси:

1.2.Параметры отработавших газов

1.2.1.При α <1 количество отдельных компонентов сгорания в расчете на

кислорода M O2 = 0;

где k – экспериментальный коэффициент, зависящий от отношения углерода С и водорода Н в топливе, определяется по формуле: k 1,12H / C

При α ≥1 количество отдельных компонентов продуктов сгорания в рас-

чете на 1кг топлива:

4

1.2.3. Коэффициент молекулярного изменения горючей смеси:

0 M2 / M1 =

Для дизельных двигателей μ0 = 1,02…1,06.

1.3.Расчет первого такта (впуск – 0 ≤ φ ≤ 180)

1.3.1.Определяем потери давления во впускном тракте при впуске:

При расчете двигателя без наддува плотность воздуха равна:

При расчете двигателя с наддувом плотность воздуха после компрессора:

5

1.3.3. Рассчитываем коэффициент остаточного газа в двигателе:

Предварительно принимается Тr = 600…900 К – для дизелей с наддувом и без наддува.

1.3.4. Определяем температуру в конце впуска в двигателе:

1.4.Расчет второго такта (сжатие – 1800 ≤ φ ≤ 3600)

1.4.1.Давление в конце сжатия:

6

1.5.Расчет участка подвода тепла

Врезультате расчета этого участка должны быть определены значения Тz

иРz после подвода тепла.

1.5.1. Определение параметров процесса сгорания в дизельном двигателе.

1.5.1.1. Температура газов в конце процесса сгорания определяется из уравнения сгорания для дизельных двигателей:

Cv1 – средняя мольная теплоемкость свежего заряда:

С р/ – средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания дизельного топ-

лива при постоянном давлении определяется из выражения:

Cv/ – средняя мольная теплоемкость при постоянном объеме для продук-

тов сгорания дизельного топлива при температуре до 3000ºС и α = 1,0…2,0:

– коэффициент действительного молекулярного изменения рабочей

смеси определяется из уравнения: 0 r

1 r

Для дизелей = 1,01…1,05, т.е. число молей продуктов сгорания и оста-

точных газов до 5% больше числа молей свежего заряда и остаточных газов;

λг – степень повышения давления зависит от типа камеры сгорания:

для дизелей с разделенными камерами (вихрекамерные и предкамерные) и не-

разделенными камерами и пленочным смесеобразованием λг = 1,2…1,8; для ди-

зелей с разделенной камерой сгорания и объемным смесеобразованием λг = 1,6…2,5.

При больших значениях λг двигатель будет работать более экономично,

однако чрезмерное его повышение увеличивает жесткость работы и износ дета-

лей двигателя. В зависимости от коэффициента избытка воздуха степень повы-

7

шения давления выбирают так: чем ниже коэффициента избытка воздуха α, тем

выше λг;

ξ – коэффициент использования тепла в уравнении сгорания для дизель-

ных двигателей принимается ξ = 0,70…0,90.

Известные величины подставляем в уравнение сгорания и находим tz.

Температура в конце процесса сгорания для автотракторных дизельных двигателей находится в пределах Тz = 1800…2500 К.

1.5.3. Определим давление в цилиндре после подвода тепла: Рz = λгРс = МПа

Степень повышения давления λг рекомендуется принимать для дизельных двигателей в пределах λг = 1,2…2,5.

8

1.6.Расчет третьего такта (расширение – 360≤φ≤540)

1.6.1.Для дизельных двигателей давление и температура в конце расши-

рения определяется:

Показатель политропы расширения для автотракторных дизелей находит-

ся в пределах n2 = 1,28…1,30, при этом меньшие значения относятся к дизелям

сболее высокой степенью сжатия и большей быстроходностью.

1.6.3.Степень предварительного расширения:

Tz

Tc

1.6.4. Степень последующего расширения:

1.6.5. Для оценки точности теплового расчета проводится проверка ранее принятой температуры отработавших газов Tr :

Если расхождение в пределах 5 %, то перерасчет не обязателен.

1.7. Расчет четвертого такта (очистка цилиндра – 540≤φ≤720)

9