Вибір типу двигуна та номінальної частоти обертання його колінчастого валу

Вибираємо двигун:

Марка двигуна: Модель- 8Ч13/14

Модифікація- ЯМЗ-238А

Номінальна ефективна потужність ,кВт: 158,2

Номінальна ефективна потужність , к.с.: 215

Номінальна частота обертання колінчастого вала ,об/хв: 2100

Робочий об’ єм двигуна(літраж) , л: 14,86

Максимальний крутний момент , (при ): 1100 (1200…1500)

Число циліндрів i: 8

Розташування циліндрів:

Тепловий розрахунок двигуна внутрішнього згоряння

Обґрунтування та вибір вихідних параметрів для теплового розрахунку двигуна

Ступінь стиснення двигуна:

Число тактів:4

Тиск і температуру навколишнього середовища:

= 0,1013 МПа, = 293 К

Коефіцієнт надлишку повітря α:1.6

Підвищення температури заряду в процесі впуску ΔТ вибирають на основі даних експерименту: 30

Тиск продуктів згоряння в кінці процесу випуску визначають із співвідношеня:

0.1013=0.116495 MПа

Показники політроп стиснення та розширення:

Коефіцієнт короткоходості двигуна k (відношення ходу поршня S до діаметра циліндра D):

k=1.077

Фази газорозподілу:

Марка

Двигуна: ЯМЗ-238А Номінальна частота обертання колінчатого вала двигуна nн, об/хв.:2100

Впускний клапан:

- Відкриття до ВМТ, град. п.к.в.:20

- Закриття після НМТ, град. п.к.в.:56

- Тривалість відкриття, град. п.к.в.:256

Випускний клапан :

- Відкриття до НМТ, град. п.к.в.:56

- Закриття після ВМТ, град. п.к.в.:20

- Тривалість відкриття, град. п.к.в.:256

Кут перекриття клапанів, град. п.к.в.:40

Коефіцієнт використання теплоти в основній фазі згоряння:

Коефіцієнт округлення індикаторної діаграми:

Ступінь підвищення тиску при згорянні:

𝞴=2.0

Параметри робочого тіла в кінці процесу впуску

1.Тиск газів у кінці процесу впуску, Мпа.

де = 2,5...4,0 – сумарний коефіцієнт, який враховує гасіння швидкості ( ) та опір впускної системи, віднесеній до площі перерізу в клапані ( ) (більш високі значення належать до швидкохідних двигунів);

= 50...130 м/с – середня швидкість свіжого заряду в прохідному перерізі клапана (більші значення – для швидкохідних двигунів);

– густина заряду при даних атмосферних умовах, кг/м³:

4

де Дж/(кгК) – питома газова стала повітря;

R = 8314 Дж/(кмольК) – універсальна (молярна) газова стала;

2. Коефіцієнт залишкових газів

3. Температура газів у кінці процесу впуску, К

=

4. Коефіцієнт наповнення

=

де = 1,02...1,15 – коефіцієнт дозарядки (більші значення характерні для високообертових двигунів).

Параметри робочого тіла в кінці процесу стиснення

1.Тиск, МПа,

=

2. Температура, К,

=

3. Середня мольна теплоємність заряду в кінці процесу стиснення визначається за формулою:

c_Vс = 20,16 + 1,735  10^-3  Т_c кДж/(кмольК)

Параметри процесу згоряння і розширення

1.Вміст у паливі вуглецю С=0.870, водню Н=0.126, кисню О=0.004_а, нижчу теплоту згоряння h_н =42500 та молекулярну масу палива _p =170

2.Розраховуємо кількість повітря, теоретично необхідного для згоряння 1 кг палива:

а) у кмоль/кг:

. =

б) у кг/кг:

=

Перевірка:

=

де кг/кмоль – молекулярна маса повітря

3.Кількість свіжого заряду повітря і палива, кг/кмоль:

=

4.Кількість продуктів згоряння палива, кмоль/кг:

при повному згорянні, що реалізується у дизелів

=

5.Коефіцієнт молекулярної зміни (характеризує відносну зміну об’єму робочого тіла після згоряння):

теоретичний

=

дійсний (враховує наявність залишкових газів. Для дизелів 1,01...1,05)

=

6.  Середня мольна теплоємність продуктів згоряння:

при повному згорянні, що реалізується у дизелів, кДж/(кмольК):

+8314=21,27

де R = 8,314 кДж/(кмольК) – універсальна газова стала.

7. Кількість теплоти, що передається газами при згорянні 1 кг палива, кДж/кг:

у дизельному двигуні:

h = ξ ∙ h_н =