ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТА

Кафедра «АТХ»

Пояснительная записка к курсовому проекту: тепловой расчет двигателя

Вариант №21

Выполнил студент

группы АТХ-03-3

Резник В.А.

Проверил

Вохмин Д.М.

Тюмень, 2006

1. Тепловой расчет двигателя

При тепловом расчете вновь проектируемого двигателя предварительно рассчитывают параметры действительного цикла, строят индикаторную диаграмму и определяют основные размеры: диаметр и ход поршня.

Исходными данными являются: - мощность (номинальная), - частота вращения (номинальная), степень сжатия, - число цилиндров, - коэффициент избытка воздуха.

В ходе расчета необходимо задаваться некоторыми коэффициентами, принимая во внимание данные по существующим двигателям.

Задние: выполнить тепловой расчет, установить размеры цилиндра, построить индикаторную диаграмму по исходным данным.

Эффективная мощность N_e = 154,4 кВт;

Частота вращения коленвала n = 2600 мин^-1;

Число цилиндров i = 8;

Топливо дизельное автотракторное ЦЧ = 45 ед.

Прототип двигатель тракторного типа V – образной компоновке с воздушным охлаждением. Размерность 12/12 см, степень сжатия  = 17, коэффициент избытка воздуха  = 1,4. Элементный состав топлива: С = 0,87, Н = 0,126, О_Т = 0,004; теплотворность H_u = 42000 кДж/кг,

P_О = 0,1 МН/м², Т_О = 288 К.

1.1. Параметры наполнения

Гидравлическая характеристика согласно и

Принимая отношение F_П/f_кл = 3,5, скорость воздушного потока в проходном сечении впускного клапана и давление на впуск по

м/с

W_вп = 3,510,4 = 36,4 м/с.

Р_а = 0,1 – 0,47736,4²10^--5 = 0,094 МН/м².

Давление и температура газов на выпуске согласно и

Р = 0,1(1 + 0,4310^--42600) = 0,111 МН/м²;

К.

При Т = 30° в связи с более высоким подогревом в ДВС с воздушным охлаждением, коэффициент остаточных газов согласно

Температура заряда в конце впуска с учетом

К.

И коэффициент наполнения по

1.2. Параметры процесса сжатия

При отсутствии достоверной информации о температуре самовоспламенения дизтоплива с ЦЧ = 45 ед. её определяем через уровень октанового числа по ОЧ = 120 – 2  ЦЧ,, т.е. ОЧ = 120 – 2,45 = 30 ед.

С учетом этого температура самовоспламенения топлива по

Т_СВ = 1,2  (ОЧ) + 1,0210^-2  (ОЧ)² + 645, К.

Т_СВ = 1,230 + 1,0210^-230² + 645 = 690,18, К.

Основываясь на при Т_С = 260° найдем значение показателя политропы сжатая n₁ = K + 1

Определим также значение n₁ по формуле

Принимая во внимание, что двигатель с воздушным охлаждением обладает более высокими значениями температуры цилиндро-поршневой группы, принимаем более высокое значение n₁ = 1,373. С учетом этого, давление и температура в конце сжатия по и

Р_с = 0,09417^1,373 = 4,598 МН/м²;

Т_с = 330,23817^0,373 = 950,133 К.

1.3. Параметры процесса сгорания

Потребное количество воздуха при стехиометрическом составе смеси по

кмоль/кг.топл,

и свежего заряда М₁ = 1,40,495 = 0,693 кмоль/кг.топл.

Количество компонентов продуктов сгорания согласно и суммарное количество по в кмолях/кг.топлива,

кмоль/кг. топл.

М₂ = 0,073 + 0,063 + 0,042 + 0,547 = 0,725 кмоль/кг.топл., т.е. результаты расчетов совпадают.

Химический и действительный коэффициенты молекулярного изменения согласно и