Тепловой и динамический расчет двигателя внутреннего сгорания Задание №24 1 Тип двигателя и системы питания - бензиновый, карбюраторная. 2 Тип системы охлаждения - жидкостная. 3 Мощность =100 [кВт] 4 Номинальная частота вращения n =3200 [ ] 5 Число и расположение цилиндров V - 6 Степень сжатия - e=7.5 7 Тип камеры сгорания - полуклиновая. 8 Коэффициент избытка воздуха - a=9 Прототип - ЗИЛ-130 = Решение: 1 Характеристика топлива. Элементарный состав бензина в весовых массовых долях: С=0.855 ; Н=5 Молекулярная масса и низшая теплота сгорания: =115[кг/к моль] ; Hu=44000[кДж/кг] 2 Выбор степени сжатия. e=7.5 ОЧ=75-3 Выбор значения коэффициента избытка воздуха. a=0.85-0.95 a=0.9 4 Расчёт кол-ва воздуха необходимого для сгорания 1 кг топлива 5 Количество свежей смеси 6 Состав и количество продуктов сгорания Возьмём к=7 Теоретический коэффициент молекулярного изменения смеси 8 Условия на впуске P0=0.1 [MПа] ; T0=298 [K] 9 Выбор параметров остаточных газов Tr=900-1000 [K] ; Возьмём Tr=1000 [K] P r =(1.05-1.25) P 0 [MПа] ; P r =1.2*P 0 =0.115 [Mпа] 10 Выбор температуры подогрева свежего заряда ; Возьмём 11 Определение потерь напора во впускной системе Наше значение входит в этот интервал. 12 Определение коэффициента остаточных газов ; 13 Определение температуры конца впуска 14 Определение коэффициента наполнения ; ; 15 Выбор показателя политропы сжатия Возьмём 16 Определение параметров конца сжатия ; ; 17 Определение действительного коэффициента молекулярного изменения ; 18 Потери теплоты вследствие неполноты сгорания ; 19 Теплота сгорания смеси ; 20 Мольная теплоёмкость продуктов сгорания при температуре конца сжатия ; 22 Мольная теплоёмкость при постоянном объёме рабочей смеси в конце сжатия 23 Мольная теплоёмкость при постоянном объёме рабочей смеси , где 24 Температура конца видимого сгорания ; ; Возьмём 25 Характерные значения Т z ; 26 Максимальное давление сгорания и степень повышения давления ; 27 Степень предварительного -p и последующего -d расширения ; 28 Выбор показателя политропы расширения n 2 ; Возьмём 29 Определение параметров конца расширения ; 30 Проверка правильности выбора температуры остаточных газов Т r 31 Определение среднего индикаторного давления ; Возьмём ; 32 Определение индикаторного К. П. Д. ; Наше значение входит в интервал. 33 Определение удельного индикаторного расхода топлива 34 Определение среднего давления механических потерь ; ; Возьмём 35 Определение среднего эффективного давления ; 36 Определение механического К. П. Д. 37 Определение удельного эффективного расхода топлива ; 38 Часовой расход топлива 39 Рабочий объём двигателя 40 Рабочий объём цилиндра 41 Определение диаметра цилиндра ; - коэф. короткоходности k=0.7-1.0 ; Возьмём k =0.9 42 Ход поршня 43 Проверка средней скорости поршня 44 Определяются основные показатели двигателя 45 Составляется таблица основных данных двигателя N e iV h N л e n P e g e S D G T Единицы измерения кВт Л вВт/л мин -1 МПа г/кВт. ч мм мм кг/ч Проект 33.02 Протатип 100 Построение индикаторной диаграммы Построение производится в координатах: давление (Р) ход поршня (S) . 1 Рекомендуемые масштабы а) масштаб давления: m p =0.025 (Мпа/мм) б) масштаб перемещения поршня: m s =0.75 (мм*S/мм) 7 Строим кривые линии политроп сжатия и расширения Расчёт производится по девяти точкам. Политропа сжатия Политропа расширения № точек 8 Построение диаграммы, соответствующей реальному (действительному) циклу. Угол опережения зажигания: Продолжительность задержки воспламенения (f-e) составляет по углу поворота коленвала: С учётом повышения давления от начавшегося до ВМТ сгорания давление конца сжатия P c l (точка с l) составляет: Максимальное давление рабочего цикла P z достигает величины Это давление достигается после прохождения поршнем ВМТ при повороте коленвала на угол Моменты открытия и закрытия клапанов определяются по диаграммам фаз газораспределения двигателей-протатипов, имеющих то же число и расположение цилиндров и примерно такую же среднюю скорость поршня, что и проектируемый двигатель.
В нашем случае прототипом является двигатель ЗИЛ-130. Его характеристики: Определяем положение точек: Динамический расчёт Выбор масштабов: Давления Угол поворота коленвала
Последовательность построения М кр : На нулевую вертикаль надо нанести... в двигателе с противовесами: Сила инерции 2-го порядка пары цилиндров:... Диаграмма удельных сил инерции P j возвратно-поступательных движущихся... Потом сравнивается со значением момента полученного теоретически. Пров... Равнодействующая сил инерции I порядка каждой пары цилиндров, будучи н...