18. Система питания дизельных двигателей.

Для осуществления рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания нужна горючая смесь –смесь топлива с окислителем. В результате сгорания горючей смеси скрытая химическая энергия топлива переходит в тепловую, а затем в механическую, которая и приводит а движении автомобиль.

Топливный насос высокого давления:

Цикловая подача, расход топлива:

Коэффициент подачи насоса:

Теоретическая подача секции топливного насоса:

Полная производ. секции топливного насоса:

Диаметр плунжера: ,

Полный ход плунжера:

Активный ход плунжера:

Форсунка : объем впрыскиваемого топлива:

Время истечения топлива:

Средняя скорость истечения топлива м/с:

Суммарная площадь сопловых отверстий:

Диаметр соплового отверстия: .

19. Процесс сжатия.

В период процесса сжатия в цилиндре двигателя повышаются температура и давление рабочего тела, что обеспечивает надежное воспламенение и эффективное сгорание топлива.

Расчет процесса сжатия сводится к определению среднего показателя политропы сжатия , параметров конца сжатия и теплоемкости рабочего тела в конце сжатия .

Д ля бензиновых двигателей: давление и температура в конце сжатия.

Средняя мольная теплоемкость рабочей смеси:

20. Тепловой баланс двигателя внутреннего сгорания.

Тепловой баланс позволяет определить тепло, превращенное в полезную эффективную работу и установить степень совершенства теплоиспользования и наметить пути уменьшения потерь данного двигателя.

Общее количество теплоты, введенной в двигатель: ,кДж/с

Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 с:

Теплота, передаваемая охлаждающей среде: для дизелей:

Для бензиновых двигателей:

Теплота, потерянная с отработавшими газами: - для дизелей- ; - для бензиновых -

Теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива:

Неучтенные потери теплоты:

Знание абсолютных значений составляющих теплового баланса позволяет осуществить количественную оценку распределения теплоты в двигателе. Для сравнения распределения теплоты и оценки степени теплоиспользования представляют удельные величины:

21. Топливный насос высокого давления.

Является основным конструктивным элементом системы питания дизелей. Предназначен для отмеривания необходимого количества топлива и подачи его под высоким давлением в цилиндры в установленный момент в соответствии с порядком работы двигателя. Для дизелей применяют ТНВД золотникового типа с плунжерами, нагруженными пружинами и приводимыми в движение кулачками вращающегося вала.

Расчет заключается в определении диаметра и хода плунжера. Основные конструктивные параметры насоса находятся в зависимости от его цикловой подачи.

Цикловая подача, расход топлива:

Коэффициент подачи насоса:

Теоретическая подача секции топливного насоса:

Полная производ. секции топливного насоса:

Диаметр плунжера:

,

Полный ход плунжера:

Активный ход плунжера:

29.Тепловой расчет дизельных двигателей.

Топливо

Средний элементарный состав и молекулярная масса бензина:

С = 0,855; Н = 0,145 и m_т = 115 кг/кмоль

Низшая теплота сгорания топлива:

Параметры рабочего тела

Теоретически необходимое количество сгорания 1 кг топлива:

кмоль возд/кг топл.;

кг возд/кг топл.

Коэффициент избытка воздуха- α

α=1,4-для дизеля без наддува

α=1,7-для дизеля с наддувом

Количество горючей смеси:

кмоль гор.см/кг топл.

Количество отдельных компонентов продуктов сгорания:

кмоль СО₂/кг топл.

кмоль СО/кг топл.

кмоль Н₂О/кг топл.

кмоль Н₂ / кг топл.

кмоль N₂ / кг топл.

Общее количество продуктов сгорания:

кмоль пр.сг/кг топл.

Параметры окружающей среды и остаточные газы

Давление и температура окружающей среды при работе двигателей без надува p_k=p₀=0,1 МПа – без наддува и с наддувом p_k-по заданию

Т_k=Т₀=293 К-без наддува, с наддувом

-показатель политропы сжатия

Температура и давление остаточных газов

Без наддува: ,

С наддувом:

Процесс впуска

Температура подогрева свежего заряда. С целью получения хорошего наполнения двигателей на номинальных скоростных режимах принимается дизель: без наддува ∆Т=20°С, с наддувом ∆Т=10°С.

Плотность заряда на впуске при

кг/м³

Потери давления на впуске:

В соответствии со скоростным режимом и с учетом небольших гидравлических сопротивлений во впускной системе дизеля с наддувом и без наддува и м/с.

Тогда Δр_a на всех скоростных режимах рассчитывается по формуле:

Давление в конце впуска:

МПа

Коэффициент остаточных газов:

Температура в конце впуска:

К

Коэффициент наполнения:

Процесс сжатия

Средний показатель адиабаты сжатия k₁ определяется по номограмме, а средний показатель политропы сжатия n₁ принимается несколько меньше k₁.

Давление в конце сжатия:

МПа

Температура в конце сжатия:

К

Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия:

а) свежей смеси (воздуха)

(mc_v)^tc_to 20,6+2,638*10^-3*tc,кДж/(кмоль*град)

где tc=Tc-273^oC

б) остаточных газов (определяется по таблице методом интерполяции)

в) рабочей смеси

(mc^,_v)^tc_to=1/(1+γ_г)*((mc_v)^tc_to+ γ_г(mc”_v)^tc_to), кДж/(кмоль*град)

Процесс сгорания

Коэффициент молекулярного изменения горючей смеси:

Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:

Теплота сгорания рабочей смеси в дизелях:

кДж/кмоль раб.см.

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания: кДж/(кмоль*град)

Коэффициент использования теплоты

Без наддува , c наддувом

Степень повышения давления в дизеле в основном зависит от величины цикловой подачи топлива.

С наддувом λ=1,5; без наддува λ=2,0

Температура в конце видимого процесса сгорания:

Tz= +273

Максимальное давление сгорания топлива (теоретическое):

,МПа

Степень расширения для дизелей:

Процессы расширения

Степень последующего расширения:

Давление и температура в конце процесса расширения:

МПа

К

Проверка ранее принятой температуры остаточных газов:

Индикаторные параметры рабочего цикла

Теоретическое среднее давление

Среднее индикаторное давление: МПа

Индикаторный КПД:

Индикаторный удельный расход топлива:

г/(кВт ∙ ч)

Эффективные показатели двигателя

Среднее давление механических потерь

МПа

Vср=10,2 м\с.

м/с

Среднее эффективное давление:

МПа

Средний механический КПД:

Эффективный КПД:

Эффективный удельный расход топлива:

г/(кВт ∙ ч)

Основные параметры цилиндра и двигателя

Литраж: л

Рабочий объем одного цилиндра:

Диаметр цилиндра: мм

-Площадь поршня: см³

-Литраж двигателя: л

-Мощность двигателя: кВт

-Литровая мощность двигателя: кВт/л

-Крутящий момент: Н∙м

-Часовой расход топлива: кг/ч

Построение индикаторных диаграмм

Выбираем масштаб диаграммы.

Величины в приведенном масштабе соответствующие рабочему объему цилиндра и объему камеры сгорания:

максимальная высота диаграммы (точка z): ,

Ординаты характерных точек:

Построение политропа сжатия и расширения аналитическим методом:

а) политропа сжатия: мм

б) политропа расширения: мм

Теоретическое среднее индикаторное давление

МПа

В соответствии с принятыми фазами газораспределения и углом опережения зажигания определяют положение точек по формуле для перемещения поршня.

,

где λ – отношение радиуса кривошипа к длине шатуна, принимается

Положение точки с^// определяется из выражения:

Действительное сгорание топлива:

Соединяя плавными кривыми точки r c a^/, c^/ c c^// и далее с z_д и кривой расширения b^/ с b^// и линией выпуска b^//r^/r, получим скругленную действительную индикаторную диаграмму ra^/ac^/fc^//z_дb^/b^//r .