147307 (691848), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Она определяется по формуле:
=
кН (16)
здесь G - вес трактора.
2 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ
2.1 ЗАДАЧИ РАСЧЕТА И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
В задачи теплового расчета двигателя, прежде всего, входит определение параметров состояния рабочего тела в характерных точках рабочего цикла двигателя и определение энергетических и экономических показателей цикла и двигателя, на основании которых рассчитываем также основные размеры двигателя (диаметр цилиндра и ход поршня). Основными исходными данными для расчета являются: номинальная эффективная мощность и соответствующая ей частота вращения коленчатого вала двигателя; степень сжатия; тип камеры сгорания; коэффициент избытка воздуха; вид топлива; расчетные параметры окружающей среды (давление и температура) и ряд других.
Тепловой расчет двигателя выполняем по исходным данным в соответствии с индивидуальным заданием на курсовую работу.
В задании на курсовую работу приводится часть необходимых для теплового расчета исходных данных, остальными задаемся, ориентируясь на прототип двигателя.
Тепловой расчет выполняем на ПЭВМ по программе, составленной на кафедре тракторов и автомобилей.
Среди исходных данных задаемся коэффициентом избытка воздуха , подогревом заряда на впуске T степенью повышения давления p.
Для номинального режима эти значения принимаем в пределах:
= 1,3...1,65 - для дизельных двигателей с неразделенной камерой сгорания;
T = 10...30 К - для дизелей без наддува;
p = 1,6...2,5 - для дизелей с неразделенной камерой сгорания.
На величину степени повышения давления влияет режим впрыска топлива, форма камеры сгорания и способ смесеобразования.
При выборе p учитываем, что увеличение p приводит к уменьшению степени предварительного расширения . Для большинства дизелей = 1,2...1,7 (большие значения характерны для раздельных камер сгорания).
Ниже приводятся обозначения величин с указанием их размерности, которые приняты в расчетных формулах. Эти обозначения приводятся, в основном, в том порядке, в каком они встречаются по алгоритму расчета.
Таблица 1.
| Обозначения | Параметры | Размерность |
| 1 | 2 | 3 |
| mO | теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива | кг/кг топлива |
| МО | теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива | кмоль/кг топлива |
| М1 | количество подаваемого свежего заряда на 1 кг топлива | кмоль/кг топлива |
| М2 | Количество продуктов сгорания на 1кг топлива | кмоль/кг топлива |
| С | массовая доля углерода в топливе | - |
| Н | массовая доля водорода в топливе | - |
| О | массовая доля кислорода в топливе | - |
| nН | номинальная частота вращения | об/с |
| рO | расчетное атмосферное давление | МПа |
| Тс | расчетная температура окружающего воздуха | К |
| рК | давление после компрессора (на впуске) | МПа |
| TK | температура после компрессора (на впуске) | К |
| nK | показатель политропы сжатия в компрессоре | - |
| ра | потеря давления на впуске | МПа |
| TK` | температура на впуске (с учетом подогрева) | К |
| T | подогрев свежего заряда на впуске | К |
| ра | давление в цилиндре в конце впуска | МПа |
| ТА | температура в конце процесса впуска | К |
| степень сжатия | - | |
| рr | давление в конце процесса впуска | МПа |
| Tr | температура в конце процесса впуска | К |
| V | коэффициент наполнения цилиндров | - |
| r | коэффициент остаточных газов | - |
| n1 | показатель политропа сжатия | - |
| pc | давление в конце процесса сжатия | МПа |
| Тс | температура в конце процесса сжатия | К |
| коэффициент избытка воздуха | - | |
| mт | молекулярная масса паров топлива | кг/кмоль |
| 0 | химический коэффициент молеку- лярного изменения горючей смеси | - |
| Действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси | ||
| Hи | низшая теплота сгорания топлива | кДж/кг |
| Нрс | теплота сгорания рабочей смеси | кДж/кмоль |
| z | коэффициент использования теплоты в процессе сгорания | - |
| Сvc | средняя мольная изохорная теплоемкость рабочей смеси | кДж/кмоль |
| Сvz | средняя мольная изохорная теплоемкость продуктов сгорания | кДж/кмоль |
| λp | степень повышения давления | - |
| рz | максимальное расчетное давление в цикле | МПа |
| Тz | температура в конце процесса сгорания | К |
| А | коэффициент в уравнении для расчета Тz | кДж/кмоль |
| B | коэффициент в уравнении для расчета Тz | кДж/кмоль |
| F | коэффициент в уравнении для расчета Тz | кДж/кмоль |
| степень предварительного расширения | - | |
| n2 | показатель политропы расширения | - |
| степень последующего расширения | - | |
| pB | давление в конце процесса расширения | МПа |
| TB | температура в конце процесса расширения | К |
| pi | теоретическое среднее индикаторное давление | МПа |
| pi | среднее индикаторное давление | МПа |
| pк | плотность заряда на впуске | кг/м |
| R | газовая постоянная для воздуха | Дж/кгК |
| i | индикаторный КПД | - |
| коэффициент полноты индикаторной диаграммы | - | |
| gi | удельный индикаторный расход топлива | г/кВтч |
-
РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
Формулы приведены по каждому процессу, составляющему действительный цикл ДВС, а также для расчета индикаторных показателей. Обозначения величин, входящих в формулу, и их размерности приведены выше.
2.2.1 Процесс впуска
Процесс впуска является сложным газодинамическим процессом, на протекание которого оказывает влияние большое количество факторов. При расчете определяем давление и температура рабочего тела в конце процесса впуска, а также коэффициент остаточных газов и коэффициент наполнения цилиндров.
pa = pк - pa (17)
Величина потерь давления на впуске зависит от параметров впускаемого тракта и быстроходности двигателя и лежит в пределах:
pa = (0,04...0,18)p0 - для дизельных двигателей без наддува.
На ПВЭМ pк рассчитываем по эмпирической формуле: для дизельных двигателей без наддува
pa = (0,01 + 3 10 -3 nн) p0 (18)
При этом для дизельных двигателей без наддува принимаем:
p0= 0,1МПа, Тк = Т0= 288К.
Т’к = Тк + Т (19)
(20)
(21)
(22)
Значениями pr и Tr входящими в формулы (20)...(22) предварительно задаемся:
pr = (1,05...1,25) p0 - для двигателей без турбонаддува;
Тr= 700...950К - для дизельных ДВС.
При этом большие значения pr принимаем для высокооборотных двигателей. Задаваясь величиной Тr, учитываем, что при увеличении степени сжатия она снижается, а при увеличении оборотов - возрастает. Величина Тr корректируется после расчета процесса выпуска.
2.2.2 Процесс сжатия
При расчете процесса сжатия определяем давление и температуру в конце процесса сжатия, полагая, что сжатие представляет собой политропный процесс с показателем политропы n1.
pc = pa 
(23)
Тс = Та 
(24)
Величина среднего значения показателя политропы n1 зависит от степени сжатия, быстроходности двигателя, теплообмена и других факторов. Для дизельных двигателей его значение лежит в пределах:
n1 = 1,34...1,39.
В программе расчета на ПЭВМ для определения n1, используем эмпирические формулы:
для дизельных двигателей
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
