
- •Тюменский государственный нефтегазовый университет Институт транспорта
- •Методические указания к контрольной работе
- •Введение
- •1. Тепловой расчет двигателя
- •1.1.Процессы впуска и выпуска
- •1.2. Процесс сжатия
- •1.3. Процесс сгорания
- •1.4. Процесс расширения
- •Индикаторные показатели цикла
- •Эффективные показатели двигателя
- •Определение основных размеров двигателя
- •Построение расчетной индикаторной диаграммы
- •Точки политропы соединяются плавной кривой.
- •Построение внешней скоростной характеристики двигателя
- •Коэффициенты для построения скоростной характеристики
- •Показатели двигателя для построения скоростной характеристики
- •Пример теплового расчета двигателя
- •Расчет процессов впуска и выпуска
- •1.2. Процесс сжатия
- •1.3. Процесс сгорания
- •1.4. Процесс расширения
- •Индикаторные показатели цикла
- •Эффективные показатели двигателя
- •Определение основных размеров двигателя
- •Литература
- •Техническая характеристика отечественных двигателей.
- •Современные автотракторные двигатели
- •Техническая характеристика стационарных дизелей, применяемых в нефтегазодобыче
1.4. Процесс расширения
Определяют параметры процесса расширения: n2; рb; Тb.
а) Показатель политропы расширения определяется из соотношения:
n2 = 1,22 + 130/nн.
б) Давление и температура конца расширения:
для бензиновых двигателей:
,
(16)
.
(17)
для дизелей:
,
(18)
(19)
где
-
степень последующего расширения,
-
степень предварительного расширения.
Полученные расчетные значения термодинамических параметров процессов цикла необходимо сопоставить с данными таблицы 2.
Таблица 2
Предельные значения параметров процессов цикла
Тип двигателя |
pc , МПа |
pz,, МПа |
Тс, К |
Тz, К |
Тb, К |
Дизели с неразделенной камерой сгорания |
3…6 |
8…12 |
700…900 |
1800..2300 |
1000…1400 |
Дизели с пленочным смесеобразованием |
2,8…5 |
6,5…8,5 |
700…850 |
1750…2100 |
900…1100 |
Дизели с разделенной камерой сгорания |
3…5,5 |
6…7 |
600…900 |
1700..2000 |
950…1100 |
Бензиновые и газовые двигатели |
0,9…2,2 |
3…5,5 |
600…800 |
2400…2900 |
1400…1700 |
Двигатели с наддувом |
6…8 |
10…15 |
1000 |
1900…2300 |
1100…1200 |
Индикаторные показатели цикла
а) Определяют среднее индикаторное давление газов:
для
дизеля :
(20)
для бензинового двигателя:
(21)
б) Определяют индикаторный КПД цикла:
.
(22)
для двигателей с наддувом:
.
(22.а)
в) Определяют индикаторный удельный расход топлива:
.
(23)
Эффективные показатели двигателя
а) Определяют среднее давление механических потерь:
(24)
где
-
средняя скорость поршня, принимается
по двигателю-прототипу (у существующих
двигателей сп=
8…15
),
и
-
эмпирические коэффициенты приведены
в таблице 3.
Таблица 3
Значения коэффициентов и
Тип двигателя |
|
|
Дизели с неразделенной камерой сгорания |
0,105 |
0,012 |
Дизели с разделенной камерой сгорания |
0,105 |
0,0138 |
Бензиновые
двигатели при
|
0,05 |
0,0155 |
Бензиновые
двигатели при
|
0,04 |
0,0135 |
б) Определяют среднее эффективное давление газов:
(25)
в) Определяют механический КПД двигателя:
(26)
г) Определяют эффективный КПД двигателя:
(27)
д) Определяют удельный эффективный расход топлива:
.
(28)
Таблица 4
Предельные значения индикаторных и эффективных показателей двигателя
Тип двигателя |
pi, МПа |
i |
bi, г/кВт.ч |
pe, МПа |
e |
be, г/кВт.ч |
Бензиновые и газовые двигатели |
0,9…1,2 |
0,3…0,4 |
270…205 |
0,75…0,85 |
0,25…0,35 |
320…230 |
Дизели без наддува |
0,75…1,05 |
0,42…0,5 |
200…170 |
0,65…0,8 |
0,36…0,42 |
220…200 |
Дизели с наддувом |
0,8…2 |
0,42…0,5 |
200…170 |
0,7…1,8 |
0,38…0,45 |
210…175 |