2. Методические указания по выполнению теплового расчета автомобильного двигателя

2.1. Задание

Задание на самостоятельную работу выдается преподавателем каждому студенту индивидуально и включает в себя следующие данные:

1) номер задания;

2) тип двигателя и его назначение;

3) максимальная эффективная мощность , кВт;

4) частота вращения коленчатого вала при максимальной

мощности , ;

5) топливо.

По указанному заданию выполнить тепловой расчет четырехтактного автомобильного двигателя на режиме максимальной мощности и построить индикаторную диаграмму цикла.

2.2. Технико-экономическое обоснование проектируемого двигателя

Перед проведением расчетов следует внимательно рассмотреть материалы по технико-экономическим показателям и конструкции выбранного прототипа и другим аналогичным двигателям, имеющимся в литературе [1,4]. На основании их изучения необходимо привести краткий анализ преимуществ и недостатков прототипа.

Проектируемый двигатель должен иметь лучшие технико-экономические показатели в сравнении с прототипом, поэтому необходимо указать здесь на конструктивные усовершенствования, позволяющие реализовать это улучшение показателей.

2.3. Выбор дополнительных параметров и показателей

Для проведения теплового расчета проектируемого двигателя помимо значений максимальной эффективной мощности и частоты вращения коленчатого вала необходимо выбрать значения ряда дополнительных параметров, а именно:

1) параметры свежего заряда, поступающего к двигателю: давление , МПа, и температура , К;

2) элементарный состав и низшая теплота сгорания топлива , ;

3) степень сжатия ;

4) коэффициент избытка воздуха ;

5) параметры остаточных газов: давление , МПа, и температура , К;

6) подогрев свежего заряда от стенок , К;

7) коэффициент наполнения цилиндра ;

8) показатель политропы сжатия ;

9) показатель политропы расширения ;

10) степень повышения давления (только для дизелей) ;

11) коэффициент использования тепла при сгорании ;

12) коэффициент скругления индикаторной диаграммы ;

13) отношение хода поршня к диаметру цилиндра .

Следует иметь в виду, что рекомендуемые значения выбираемых дополнительных параметров справедливы только для номинального режима работы двигателя, даже если об этом не говорится особо.

2.3.1. Параметры свежего заряда, поступающего к двигателю

Если двигатель не имеет наддува, то давление свежего заряда, поступающего к двигателю, принимается равным атмосферному, т.е. 0,1 МПа, а его температура равна температуре атмосферного воздуха: 293 К.

При работе двигателя с наддувом давление и температура свежего заряда, поступающего к двигателю, принимаются равными давлению и температуре воздуха после нагнетателя (или за промежуточным холодильником, если таковой предусматривается).

Давление наддувочного воздуха зависит от степени наддува и может быть рекомендовано в следующих пределах:

– при низком наддуве 0,15 МПа;

– при среднем наддуве (0,15…0,22) МПа;

– при высоком наддуве (0,22…0,25) МПа.

Температура наддувочного воздуха зависит от степени повышения давления в нагнетателе, типа нагнетателя и степени охлаждения корпуса нагнетателя:

, К,

где – давление наддувочного воздуха, МПа;

– показатель политропы сжатия в нагнетателе (компрессоре).

Значения рекомендуется принимать следующими:

– для центробежных нагнетателей с охлаждаемым корпусом

= 1,4…1,8;

– для центробежных нагнетателей с неохлаждаемым корпусом

= 1,8..2,0.