2 Тепловий розрахунок двигуна

2.1 Вихідні дані для теплового розрахунку

Вихідними даними для теплового розрахунку є величини із завдання на проектування і значення величин із розділу 1.

2.1.1 Склад палива

Так як в завданні на курсовий проект заданий тип палива – бензин А–95, то його склад такий:

С=0,855; Н=0,145; О=0; S=0; W=0.

2.1.3 Згідно завдання на курсовий проект номінальну потужність двигуна N=94,88 кВт збільшуємо на 10%.Отримаємо N=104.4 кВт.

2.1.2 Частоту обертання колінчатого вала двигуна n=5800 хв^-1 збільшуємо до n=6380 хв^-1 у зв’язку із збільшенням потужності двигуна.

2.1.4 Коефіцієнт надлишку повітря α=0,96.

2.1.5 Міру стиску ε = 9,8.

2.1.6 Хід поршня S_П = 66 мм.

2.2 Визначення параметрів робочого тіла

Виходячи із елементарною складу палива визначаємо теоретично необхідну кількість повітря для повного згоряння 1 кг палива

; (2.1)

. (2.2)

де С, Н і О – кількість вуглецю, водню та кисню в одиниці палива (1 кг або 1 кмоль), приймається виходячи з п. 2.1.1.

Визначаємо величину свіжого заряду, що поступив у внутрішню порожнину циліндра газового двигуна:

; (2.3)

де  – коефіцієнт надлишку повітря;

μ – молярна маса парів палива: μ=115 кмоль/кг.

2.3 Кількість продуктів згоряння

2.3.1 Кількість СО₂

, (2.4)

де к-коефіцієнт співвідношення водню і СО у вихлопних газах: к=0,5.

2.3.2 Кількість СО

. (2.5)

2.3.3 Кількість Н₂ О

. (2.6)

2.3.4 Кількість Н₂

. (2.7)

2.3.4 Кількість N₂

. (2.8)

2.3.4 Загальна кількість продуктів згорання

_. (2.9)

Перевірочний розрахунок проводимо за наступною залежністю:

_{. (2.10)}

2.4 Параметри процесу випуску

Двигун працює без надування, то приймаємо Р₀=0,1 МПа, Т₀=293 К.

В процесі роботи двигуна в його камері згоряння завжди залишається певна кількість продуктів згоряння М_Г і тиск Р_Г цих залишкових газів залежить від багатьох факторів. Аналітичне визначення досить складне, тому при попередніх розрахунках приймаємо:

Р_Г=(1,05...1,25)Р₀ , [1,c.17]. (2.11)

При цьому більші значення Р_Г використовують для високооборотних двигунів з великою мірою стиску.

Отже, маємо Р_Г=1,2·Р₀ =1,2·0,1=0,12, МПа.

Так як розрахункове значення рекомендується приймати в межах Т_Г=900...1400К [1,c.17], приймаємо Т_Г=1040 К.

2.5 Параметри процесу впуску

В процесі заповнення циліндра свіжим зарядом температура останнього підвищується.

Величина підігріву заряду DТ задається в межах - DТ =273…293 К, [1,c.9].

Приймаємо DТ = 293 К.

В залежності від параметрів навколишнього середовища і підігріву змінюється густина заряду на впуску:

(2.12)

де R_п=287 Дж/(кг·К) – питома газова стала для повітря.

Тоді втрати тиску при впуску:

^(2.13)

де  – коефіцієнт затухання швидкості руху заряду в циліндрі,=2,5…4 [1,с.17],приймаємо =2.8;

А – емпіричний коефіцієнт, ;

 – середня швидкість заряду на впуску, =50-130 м/с [1,с.17],

приймаємо =110 м/с;

n – номінальна частота обертання колін вала двигуна.

Тиск в кінці такту впуску

МПа. (2.14)

Коефіцієнт залишкових газів

(2.15)

Температура заряду в кінці такту впуску:

(2.16)

Коефіцієнт наповнення:

(2.17)