- •Содержание
- •1 Тепловой расчет и тепловой баланс
- •Параметры рабочего тела
- •1.2 Параметры окружающей среды и остаточные газы
- •1.3 Температура и давление остаточных газов
- •1.4 Процесс впуска
- •1.5 Процесс сжатия
- •1.6 Процесс сгорания
- •1.7 Процесс расширения и выпуска
- •1.8 Индикаторные параметры рабочего цикла
- •1.9 Эффективные показатели двигателя
- •1.10 Основные параметры цилиндра и двигателя
- •1.11 Построение индикаторной диаграммы
- •1.12 Тепловой баланс двигателя внутреннего сгорания
- •2 Динамический расчет
- •2.1 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма
- •2.2 Удельные и полные силы инерции
- •Литература
1.2 Параметры окружающей среды и остаточные газы
Атмосферные условия
р0 = 0,1 МПа; Т0 = 293 К.
Давление окружающей среды:
рк = р0 = 0,1 МПа;
Температура окружающей среды:
Тк=Т0=293 К.
1.3 Температура и давление остаточных газов
Температура остаточных газов для карбюраторного двигателя
Тr = 1060 К, [1]
Давление остаточных газов для карбюраторного двигателя
=1,18 • р0 =1,18 • 0,1 = 0,118 МПа;
1.4 Процесс впуска
Температура подогрева свежего заряда на номинальном режиме ΔТN =80С [1]
Плотность заряда на впуске
где Rb-удельная газовая постоянная для воздуха [1]
= 0,1 • 106/(287 • 293)= 1,189 кг/м3.
Потери давления на впуске в двигателе
Δра = (β2 + ξвп) •10-6/2
где (β2 + ξвп) = 2,8 [1]
Аn= ωвп/nN = 95/5400 =0,01759
где ωвп =95 м/с [1]
Δра =2,8 • 0,017592 • 54002 • 1,189 • 10-6/2 = 0,0120 МПа;
Давление в конце впуска ра = р0 – Δра ;
ра= 0,1 – 0,0120 = 0,088 МПа.
Коэффициент остаточных газов
γr =
где φоч =1–коэффициент очистки карбюраторного двигателя
φдоз =1,1-коффициент дозорядки на номинальном режиме
γr =
Температура в конце впуска
Та = (Т0 + ΔТ + γrТr)/(1 + γr)
Та = (293 + 8 + 0,0413 • 1060)/(1 + 0,043) = 332 К.
Коэффициент наполнения
ηV = 293/(293 + 8) • 1/(9,6 – 1) • 1/0,1• (1,1•9,6•0,085 – 1•0,118) = 0,907
1.5 Процесс сжатия
Средние показатели адиабаты k1 и политропы n1 сжатия. При работе на номинальном режиме можно с достаточной степенью точности принять показатель политропы сжатия приблизительно равным показателю адиабаты, который определяется по номограмме [1] k1=1,3768; n1=1,376; ε= 8,8 и Та = 332 К
Давление и температура в конце сжатия
и
Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия:
а) свежей смеси
=20,6 + 2,638 • 10-3tc
где tс=Tc – 273 = 777 – 273 = 504°C.
=20,6 + 2,638 • 10-3 • 504=21,929 кДж/(кмоль • град),
б) остаточных газов (определяется методом интерполяции) [1]
при α = 0,96 и tc= 504°C
=24,39 кДж/(кмоль • град);
в) рабочей смеси
= [1/(1 + γr)][ + γr ];
=[1/(1 +0,043)] [21,929 + 0,043 • 24,39] =
= 24,91 кДж/(кмоль • град);
1.6 Процесс сгорания
Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси
μ0=M2/M1 = 0,5360/0,5041= 1,0633
Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси
μ =( μ0 + γr)/(1 + γr)=(1,0633+ 0,043)/(1 + 0,043)= 1,0607
Количество теплоты потерянной вследствие химической не полноты сгорания, и теплота сгорания рабочей смеси
и
Нра6.см= = 78843 кДж/кмоль раб.см;
Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания
= (1/0,536)[0,0655(39,123+0,003349tz) + 0,0057(22,49 + 0,00143tz) + 0,0696(26,67 + 0,004438tz) + 0,0029(19,678 +0,001758tz) + 0,3923(21,951 + 0,001457tz)] =
= 24,656 + 0,002077tz кДж/кмоль
Коэффициент использования теплоты
ξz = 0,91 Выбирается по опытным данным в зависимости от конструктивных особенностей двигателя [1]
Температура в конце видимого процесса сгорания
0,91 • 78843 + 24,91 • 504 =1,0607(24,657 + 0,002077tz)tz или -84301,77+26,153tz +0,002203t =0
откуда
tz = °C;
Tz = tz +273 = 2637,453+ 273 = 2910,453 K
Максимальное давление сгорания теоретическое
Максимальное давление сгорания действительное
pz.д = 0,85 • рz= 0,85 • 6,293 = 5,349 МПа.
Степень повышения давления