147307 (691848), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

n₁=1,368-[1,510^-4+210^-6(-1)](T_а-400)-1,510^-3(-10)+0,002(n_ен-30) (27)

2.2.3 Процесс сгорания

В процессе сгорания достигаются максимальные значения давления и температуры рабочего тела в цикле, определение которых и составляет основную задачу расчета процесса сгорания.

При расчете учитываем состав топлива и качество горючей смеси, а также способ смесеобразования, который влияет на выбор степени повышения давления _р.

(26 )

(27)

(28)

, при < 1 (29)

, при 1 (30)

(31)

(32)

(33)

(34)

Температуру в конце видимого процесса сгорания Тz определяем из уравнения сгорания, которое имеет вид:

_Z H _р.см + (С_vc + 8,314_p) Т_c = (С_vz + 8,314)Т_z (35)

После подстановки приближенных эмпирических выражений для теплоемкостей

C_Vc= 20,16 + 1,728 10^-3 Т_с (36)

C_Vz=(18,4+2,6)+(1,549+1,382/)10^-3Т_z, при < 1 (37)

C_Vz=(20,10+0,92/)+(1,549+1,382/)10^-3Т_z, при >1 (38)

уравнение сгорания приводим к виду

АT_z² + ВТ_z + F = 0 . (39)

От­сю­да:

(40)

где, коэффициенты определяются выражениями:

A = (1,549 + 1,382/)10^-3

B = (28,414 + 0,92/) (41)

F = -(0,82H_рс + 20,16 Т_c+ 8,314 Т_{c p} + 1,728T_c²10 ^–3)

р_z = _р p_с - для дизельных ДВС (42)

= Т/ _р Т_c. (43)

2.2.4 Процесс расширения

При расчете полагается, что расширение является политропным процессом с постоянным показателем политропы n₂.

р_в=р_z (44)

(45)

Значение среднего показателя политропы n₂ , также как и n₁ , зависит от многих факторов и лежит в пределах:

n₂ =1,24...1,30 - для дизельных ДВС.

В программе расчета их находим по эмпирическим формулам:

n₂ = 1,263 - 2,6*10^-5 (T_z - 2000) + 4*10^-4 + 0,028( - 1) (46)

2.2.5 Процесс выпуска

Значениями давления р_b и температуры Т_b в конце процесса задаем на начальной стадии теплового расчета.

Проверку ранее принятой температуры остаточных газов производим по формуле:

(47)

Если полученное по этой формуле значение Т_r существенно отличается от принятого ранее (T_r > 10%),то корректируем расчет процессов цикла при уточненном значении Т_r , принятом предварительно в разделе 2.2.1.

В программе расчета величина отклонения Т_r допускается не более 10К.

2.2.6 Расчет индикаторных показателей

Индикаторными показателями оценивают энергетические возможности, качество и эффективность рабочего цикла.

(48)

(49)

(50)

Значение коэффициента полноты индикаторной диаграммы принимается в пределах:

= 0,92...0,95 - для дизельных двигателей.

2.2.7 Расчет эффективных показателей и определение основных размеров двигателя

Cредняя скорость поршня

W_{п ср} = 210 ^-3 Sn_eн м/с. (51)

Для современных двигателей W _{n ср} = 5,5...10,5 м/с.

Определяем среднее условное давление механических потерь двигателя, включающие внутренние потери. Внутренние потери включают все виды механического трения, потери на газообмен, на привод вспомогательных механизмов (вентилятор, генератор, топливный, водяной и масляный насосы и др.) вентиляционные потери (движение деталей в среде воздушно-масляной эмульсии и в воздухе), газодинамические потери в дизелях с разделенными камерами сгорания.

Так как до 80 % всех механических потерь составляют потери на трение, то с приближением принимаем, что среднее условное давление механических потерь

p_мп =a+b W_nср Мпа. (52)

где а и в - коэффициенты, зависящие от типа, конструкции, размеров, числа цилиндров и теплового состояния двигателей и приведены в таблице 3;

W_{n ср} - средняя скорость поршня, м/с.

Таблица 3. Значение коэффициентов a и b

Зная эффективную мощность, литраж двигателя и номинальную частоту вращения коленвала, определяем среднее эффективное давление:

МПа, (53)

V_h - рабочий объем цилиндра, л;

i - число цилиндров;

n_e - частота вращения коленвала, с ^-1;

- коэффициент тактности ( = 4 - для 4-х тактных двигателей);

N _eн - номинальная мощность двигателя, кВт.

Среднее эффективное давление - условное постоянное давление газов за ход поршня совершающее работу, равную эффективной работе цикла.

Рабочий объем одного цилиндра (л):

V_h = V_л / i л. (54)

Для определения диаметра цилиндра D задаемся величиной S/D. В работе это отношение принимаем как у прототипа. У автотракторных двигателей

S/D = 0,9...1,3.

Диаметр цилиндра рассчитываем:

мм (57)

В соответствии с протатипом принимаем D мм.

Механический КПД двигателя:

(56)

Этот показатель характеризует степень использования работы, совершаемой газами внутри цилиндра для получения полезной работы на валу двигателя.

Эффективный КПД:

_e = _{i мп} (57)

Эффективный крутящий момент для номинального режима:

нм. (58)

Здесь N _e приводим в кВт, n_e - в с^-1 .

В качестве одного из показателей, характеризующих форсировку двигателя используется литровая мощность

кВт/л (59)

Для современных дизельных двигателей:

N_уд.л = 10 ...25 кВт/л; m_уд = 5...13 кг/кВт;

Полученные результаты сводим в таблицу 4.

Таблица 4 Основные параметры двигателя и рабочего цикла

2.3 ПОСТРОЕНИЕ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ ДВИГАТЕЛЯ

Индикаторная диаграмма двигателя - это графическое представление процессов, составляющих рабочий цикл двигателя в координатах P-V. Давление рабочего тела Р откладываем по оси ординат, а объем занимаемый им в цилиндре двигателя V - по оси абсцисс. Поскольку этот объем является линейной функцией перемещения поршня, то для удобства часто давление откладываем как функцию перемещения (хода) поршня (S). Масштабы по осям выбираем удобными с точки зрения построения и дальнейшего считывания с графика изображенных величин. Например, для давления p = 0,05 МПа/мм. Соотношение масштабов по осям рекомендуется принимать так, чтобы высота диаграммы в 1,4...1,7 раза превышала ее основание.

В курсовой работе рекомендуется при построении индикаторной диаграммы пользоваться относительным объемом Vx = V/Vа . То есть, точка В (рис. 1), соответствующая полному объему цилиндра по оси абсцисс имеет координату равную 1, а точка А, соответствующая объему камеры сгорания координату 1/. Отрезок ОА соответствующий объему камеры сгорания в этом случае равен: ОА = АВ/(-1) (60)

Политропы сжатия и расширения можно строить графическими или аналитическим методом. Используем аналитический метод, при котором координаты промежуточных точек рассчитываем по формулам:

- для политропы сжатия: (61)

- для политропы расширения: (62)

Результаты расчета удобно представить в виде таблицы 2.

Отложив и соединив тонкими линиями все расчетные точки получим расчетную индикаторную диаграмму. Для получения действительной индикаторной диаграммы необходимо "скруглить" расчетную на участках, изображающих процессы сгорания и выпуска-впуска так как показано на рис 1/. С учетом углов впрыска и воспламенения топлива, открытия и закрытия клапанов.

Таблица 2. Результаты расчета политроп сжатия и расширения

3 ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА

Характеристики

Список файлов курсовой работы