Пример расчета
Тепловой расчёт двигателя
Исходные данные
Задание на курсовой проект, включает в себя следующие данные:
- 1. Назначение двигателя - тракторный
- 2. Тип двигателя - дизельный
- 4х 109 2100
- 4х, рядный
- 3. Тактность двигателя
- 4. Номинальная эффективная мощность Nen, кВт
- 5. Номинальная чистота вращения коленчатого вала, мин'1
- 6. Число, расположение цилиндров
Для построения в дальнейшем теоретической, скоростной характеристики двигателя и анализа влияния частоты вращения коленчатого вала на эффективные показатели двигателя, необходимо провести тепловой расчёт двигателя для нескольких режимов в диапазоне от до д111П. Режим минимальной частоты вращения, обеспечивающий устойчивую работу двигателя составляет z?niin =600-1000 мин1.
Топливо.
Состав топлива и его теплота сгорания принимают по таблицы 4.1.
Таблица 4.1-Средний элементный состав бензинов, дизельных топлив и их теплота
сгорания_________________________________________________________________
|
Жидкое топливо |
Содержание, кг |
Низшая тепло-та сгорания Qn, кДж/кг |
||
|
С |
Н |
От |
||
|
Бензин |
0,885 |
0,145 |
- |
44000 |
|
Дизельное топливо |
0,870 |
0,126 |
0,004 |
42500 |
Степень сжатия.
Степень сжатия е: в первую очередь зависит от способа смесеобразования и рода топлива, а также от быстроходности двигателя, наличия наддува и других факторов.
Для бензиновых двигателей предел степени сжатия ограничивается возможностью нарушения нормального процесса сгорания из-за возникновения детонации. Поэтому для двигателей, работающих высокооктановых бензинах, степень сжатия выбирается в пределах 5=7,5 - 9,5, а для двигателей с впрыском лёгкого топлива вплоть до 5=11,5 - 12. Для двигателей, работающих на низкооктановых бензинах, степень сжатия равна 5=6,5 - 8,0.
В дизелях величина s определяется, исходя из условий обеспечения стабильного воспламенения заряда на всех режимах работы двигателя. В дизелях без наддува и нераздельной камерой сгорания 5=14 - 18, в вихрекамерных и предкамерных дизелях 5=16 - 22, в дизелях с наддувом 5=12-17.
Коэффициент избытка воздуха.
Для различных двигателей на номинальном режиме работы коэффициент избытка воздуха а принимаем равным:
Дизели с наддувом.............................1,5-2.
Параметры заряда на впуске.
При работе двигателя без наддува в цилиндр поступает воздух из атмосферы. В этом случае в качестве параметров исходного состояния заряда на впуске принимаются давление и температура окружающей среды, соответственно равные р0 =0,1 МПа и То =293 К.
При расчёте рабочего цикла двигателя с наддувом за исходные параметры принимаются рк и температура Тк на выходе из компрессора.
В зависимости от степени наддува принимаются следующие значения давления рк ,
МПа надувочного воздуха:
при низком наддуве............................до 1,5р0;
при среднем наддуве..........................(1,5 - 2,2)р0 ;
при высоком наддуве.........................(2,2 - 2,5)р0 .
В настоящее время на двигателях тракторов и автомобилей используется низкий или средний наддув. Поэтому рк выбираем равным 2р0.
Температура воздуха после компрессора Тк, К :
- 1,6-1
- (0,2Л '-6
Тк. =293- — = 380К
lo,ij
где пк - показатель политропы сжатия воздуха в компрессоре. В зависимости от типа компрессора пк принимают:
для поршневых нагнетателей..........................................1,4 - 1,6;
для объёмных нагнетателей.........................................1,55 - 1,75;
для объёмных и центробежных нагнетателей......................1,4- 2,0.
Для газотурбинного наддува в автотракторных дизелях принимают последнее ближе к нижнему пределу.
