Расчет рабочего процесса двигателя
1 Тепловой расчет двигателя
Эффективная мощность карбюраторного двигателя Ne=35 кВт при частоте n=5000об/мин. Двигатели четырехцилиндровые, i=2 с рядным расположением. Степень сжатия ε=9,9 и диаметр цилиндра D=76 мм.
Для проведения теплового расчета выбираю следующие режимы:
Режим минимальной частоты вращения nmin=820об/мин;
Режим максимального крутящего момента при nM=3000об/мин;
Режим максимальной (номинальной) мощности при nN=5000об/мин;
Режим максимальной скорости движения автомобиля при nmax=6000об/мин.
1.1 Топливо
В соответствии с заданными степенями сжатия можно использовать бензин марки Премиум-95.
Средний элементарный состав и молекулярная масса бензина
С=0,855;
Н=0,145;
mт=115 кг/кмоль.
Низшая теплота сгорания топлива
1.2 Параметры рабочего тела
Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива:
Определяю значение коэффициента избытка воздуха. На основных режимах принимаю α=0,96; а на режиме минимальной частоты вращения α=0,86. Далее привожу численные расчеты только для режима максимальной мощности. Для остальных режимов окончательные значения привожу в табличной форме.
Количество горючей смеси:
При n = 820 об/мин
При n = 3000, 5000, 6000 об/мин
Количество отдельных компонентов продуктов сгорания при К=0,5 и принятых скоростных режимах:
При n = 820 об/мин
При n = 3000, 5000, 6000 об/мин
Общее количество продуктов сгорания:
При n = 820 об/мин
При n = 3000, 5000, 6000 об/мин
1.3 Параметры окружающей среды и остаточные газы
Давление и температура окружающей среды при работе двигателей без надува
По справочным данным определяю, что температура остаточных данных на номинальном режиме равна:
n= 820; n= 3000; n= 5000; n=6000 об/мин;
Tr = 900; Tr= 1000; Tr= 1050; Tr= 1075 К.
Давление остаточных газов на номинальном режиме равна:
Тогда величины давления на остальных режимах работы двигателя равны:
где
Отсюда получим:
n= 820; n= 3000; n= 5000; n=6000 об/мин;
pr=0,1038; pr=0,1077; pr=0,1151; pr= 0,1201 МПа.
1.4 Процесс впуска
Температура подогрева свежего заряда. С целью получения заряда хорошего наполнения двигателя на номинальном скоростной режиме, принимается ΔТN=80С.
Определяем значение ΔТ для остальных режимов:
Далее получаем:
n= 820; n= 3000; n= 5000; n=6000 об/мин;
ΔT= 17; ΔT= 12,4; ΔT= 8,2; ΔT= 6,1˚С.
Плотность заряда на выпуске
Потери давления на впуске. В соответствии со скоростными режимами и при учете качественной обработки внутренних поверхностей впускных систем можно принять
Тогда
на всех скоростных режимах двигателей
рассчитывается по формуле:
При n= 820 об/мин
,
При n= 3000 об/мин
,
При n= 5000 об/мин
,
При n= 6000 об/мин
,
Давление в конце впуска:
n= 820; n= 3000; n= 5000; n=6000 об/мин;
pa
=
0,0997;
pa
=
0,0914; pa
=
;
pa
=
0,0655 МПа.
Коэффициент
остаточных газов. При определении
для карбюраторного двигателя без надува
принимается коэффициент очистки
,
а коэффициент дозарядки на номинальном
скоростном режиме –
,
что вполне возможно получить при подборе
угла опаздывания закрытия впускного
клапана в пределах
.
При этом на номинальном скоростном
режиме возможен обратный выброс в
пределах 5%, т.е.
.
На остальных скоростных режимах значение
можно получить, приняв линейную
зависимость
от скоростного режима.
Тогда
При n= 820 об/мин
При n= 3000 об/мин
При n= 5000 об/мин
При n= 6000 об/мин
Температура в конце впуска:
При n= 820 об/мин
При n= 3000 об/мин
При n= 5000 об/мин
При n= 6000 об/мин
Коэффициент наполнения:
При n= 820 об/мин
При n= 3000 об/мин
;
При n= 5000 об/мин
При n= 6000 об/мин
