Главная страница
Навигация по странице:

  • 2. Тепловой расчет двигателя.

    		•

    Пояснительная записка. 1. Введение Тепловой расчет двигателя


    Скачать 0.66 Mb.
    Название1. Введение Тепловой расчет двигателя
    Дата17.02.2023
    Размер0.66 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаПояснительная записка.doc
    ТипДокументы
    #941727
    страница1 из 3
      1   2   3


    ð“ñ€ñƒð¿ð¿ð° 3


    Содерð“ñ€ñƒð¿ð¿ð° 23 жание

    1. Введение……………………………………………………………..…..………….3

    2. Тепловой расчет двигателя……………………………………………...…………4

    2.1. Процесс наполнения.…………………………………………………….5

    2.2. Процесс сжатия.……………………………………………………….…5

    2.3. Процесс сгорания..…………………………………………………….…5

    2.4. Процесс расширения..……………………………………………………6

    2.5. Процесс выпуска.………………………………………………….…....7

    2.6. Индикаторные показатели………………………………………………7

    2.7. Эффективные показатели……………………………………………….8

    2.8. Определение основных размеров двигателя………………..……….…8

    3. Динамический расчет..................……………………………………………........9

    3.1. Построение индикаторной диаграммы………………..….…..….… …9

    3.2. Силы, действующие в КШМ……………………………..…..……..11

    3.3. Построение полярной диаграммы нагрузки………………………….14

    3.4. Построение графика суммарного крутящего момента..….………….16

    Заключение..…………………………………………………………………………18

    Список литературы..…………………………………………………………………19

    1. Введение
    Тепловой расчет двигателя служит для определения параметров рабочего тела в цилиндре двигателя, а также оценочных показателей рабочего процесса, для оценки мощностных и экономических показателей, позволяющих оценить мощность и расход топлива.

    В основе методики расчета лежит метод В.И. Гриневецкого, в дальнейшем усовершенствованный Е.К. Мазингом, Н.Р. Брилингом, Б.С. Стечкиным и др.

    Задачей динамического расчета является определение сил, действующих в механизмах преобразования энергии рабочего тела в механическую работу двигателя.

    В настоящей работе тепловой и динамический расчеты выполняются для режима номинальной мощности.

    2. Тепловой расчет двигателя.

    Исходные данные для теплового расчета поршневого двигателя внутреннего сгорания.

    марка автомобильного двигателя ЗМЗ-406.10

    номинальная мощность двигателя Ne = 110 кВт.
    частота вращения коленчатого вала n = 5200 об/мин.
    число тактов τ = 4

    число цилиндров и расположение цилиндров i = 4P
    степень сжатия ε = 9.5

    хода поршня S мм.

    диаметр цилиндра D=92 мм

    тип двигателя бензиновый

    Для расчета двигателя в качестве топлива принимаем бензин А-92 с элементарным составом по массе: gc= 0,85; gn= 0,15; g0 = 0.

    Низшая теплота сгорания данного топлива Ни=44000 кДж/кг.

    Давление и температуру окружающей среды принимаем равными р0 = 0,1 МПа, Т0= 298 К.

    В начале сжатия температура отработавших газов для бензиновых
    ДВС изменяется в пределах от 900 до 1100 К, для расчета принимаем
    Тr = 1000 К. Давление остаточных газов:

    рr = (1,05...1,25) · p0 =1,15·0,1 = 0,115 МПа

    Температура подогрева свежего заряда для бензиновых ДВС изменяется в пределах: ΔТ= 5...30 К, принимаем ΔТ = 15 К.

    Величина потери давления на впуске для бензиновых ДВС

    Δ ра = 0,12·0,01 = 0,012 МПа

    2.1 Процесс наполнения

    Давление газов в цилиндре в конце впуска:

    МПа.

    Коэффициент остаточных газов вычисляется по формуле:



    0,04…0,12

    Температура газов в цилиндре в конце впуска:

    К

    320…390 К

    Коэффициент наполнения вычисляется по формуле:



    0,7…0,96

    2.2 Процесс сжатия

    Давление и температура газов в конце сжатия вычисляются по формулам:

    Мпа

    0,9...2,0 Мпа

    К

    600...900 К

    где n1 = 1.38 – показатель политропы сжатия.

    2.3 Процесс сгорания

    Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания топлива:

    кмоль/кг

    где gc= 0,85; gn= 0,15; g0 = 0 – средний элементарный состав топлива для бензина А-92

    Количество свежего заряда (кмоль) для бензиновых двигателей определяется по формуле:



    где mI – молекулярная масса топлива. Для бензина mI = 110…120 кмоль/кг

    α – коэффициент избытка воздуха α =0.8-1.1 для бензиновых двигателей;

    принимаем α = 0,85 на основных режимах.

    кмоль/кг

    Количество продуктов сгорания при работе двигателя на бензине при α < 1:

    кмоль/кг


    Теоретический коэффициент молекулярного изменения:


    Действительный коэффициент молекулярного изменения:



    1.02…1.12

    Низшая теплота сгорания топлива Ни=44000 кДж/кг.

    Потеря тепла вследствие неполноты сгорания топлива:

    кДж/кмоль·К

    Средняя мольная теплоемкость свежего заряда:

    кДж/кмоль·град

    Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания:





    Коэффициент использования теплоты для бензиновых ДВС изменяется в пределах Принимаем

    Максимальная температура сгорания подсчитывается по уравнению:



    Подставив в уравнение найденное значение , имеем:



    Решаем квадратное уравнение:



    ,

    где А = 2,769 ·10-3; В = 20,98; С = – 80499



    К

    Теоретическое максимальное давление цикла:

    МПа

    Степень повышения давления

    Действительное давление конца сгорания МПа

    2.4 Процесс расширения

    Степень предварительного расширения для бензиновых двигателей = 1.

    Степень последующего расширения

    Температура в конце расширения ,

    где средний показатель политропы расширения для бензиновых двигателей. Принимаем .

    К.

    1200...1700 К

    Давление в конце расширения: МПа.

    0,34...0,60 МПа
    2.5 Процесс выпуска

    Параметры процесса выпуска выбираем в начале расчета (см. стр. 4):

    температура отработавших газов для бензиновых ДВС изменяется в пределах от 900 до 1100 К, для расчета принято Тr = 1000 К.;

    давление остаточных газов: рr = (1,05...1,25) · p0 принято рr = 15·0,1 = 0,115 МПа

    Правильность выбора температуры Тr проверяем по формуле профессора Е.К. Мазинга

    К

    Погрешность расчета составляет , что меньше предельной – 10 %, следовательно, нет надобности уточнять произведенные расчеты.

    2.6 Индикаторные показатели

    Среднее индикаторное давление т е о р е т и ч е с к о г о цикла:



    МПа

    Среднее индикаторное давление д е й с т в и т е л ь н о г о цикла:

    МПа

    где коэффициент полноты индикаторной диаграммы,

    принимаем

    Индикаторный КПД:

    Удельный индикаторный расход топлива:

    г/кВт·ч

    2.7 Эффективные показатели

    Величина механического КПД двигателя выбирается исходя из того, что для бензиновых ДВС изменяется от 0,7 до 0,85. Принимаем .

    Среднее эффективное давление:

    Эффективный КПД:

    Удельный эффективный расход топлива:

    г/кВт·ч
    2.8 Определение основных размеров двигателя

    По эффективной мощности, частоте вращения коленчатого вала и среднему давлению определяем литраж двигателя по формуле:

    л

    Рабочий объем одного цилиндра: л,

    где i – число цилиндров.

    Отношение S/D=0.935

    Диаметр цилиндра м.

    Ход поршня м.

    Эффективная мощность кВт

    Эффективный крутящий момент Н·м

    Часовой расход топлива кг/ч

    Средняя скорость поршня м/с

    Литровая мощность кВт/л

    Таким образом, найдены основные параметры рабочего цикла двигателя, индикаторные

    и эффективные показатели его работы, также определены основные параметры двигателя.

    Выводы: точность расчетов температуры Тr составляет 3,4 %;

    максимальный крутящий момент при об/мин,что соответствует технической характеристике прототипа.
    Таблица1 Результаты теплового расчета



    Параметр
    Вычисленное
    значение
    Экспериментальное
    значение (интервал)

    γr
    0.049
    0,04…0,12

    Ta, К
    345
    320…390

    ηv
    0.81
    0,7…0,96

    pc, МПа
    1.97
    0,9...2,0

    Tc, К
    812
    600...900

    μ
    1.017
    1.02…1.12

    pzd, К
    5.865
    3,5 ...7,5

    Tz, К
    2800,65
    2400 ... 2900

    pb, МПа
    0.37
    0,34...0,60

    Tb, K
    1574,6
    1200...1700

    pi, МПа
    0.95
    0,6…1,4

    ηi
    0.3
    0,25...0,45

    gi, г/кВт∙ч
    272.7
    180…320



    pe, МПа
    0.8
    0,6…1

    ηе
    0.255
    0,25…0,33

    ge, г/(кВт.ч)
    320,85
    250…325

      1   2   3

    написать администратору сайта