Исходные данные

Произвести расчёт четырёхтактного дизельного двигателя. Двигатель восьмицилиндровый (i = 8). Система охлаждения жидкостная закрытого типа.

• мощность Ne=135кВт при частоте вращения К.В. n=2700 об/мин

• коэффициент избытка воздуха α =1,38

• ход поршня S=115мм

• Диаметр цилиндра D=110мм

• степень сжатия ε=18,5

• λ=0,28.

Расчет параметров действительного цикла Процессы газообмена

Средний элементарный состав и молекулярная масса дизельного топлива:

С=0,87, Н=0,126,О=0,004.

Низшая теплота сгорания топлива:

H_u=33,91С+125,60Н-10,89(O-S)-2,51(9Н+W)=

=(33,91·0,87)+(125,6·0,126)-(10,89·0,004)-(2,51· 9·0,145)=42,44 МДж/кг==42 440 кДж/кг.

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива

кмоль возд/кг топл.

кг возд/ кг топл.

Количество горючей смеси

кмоль гор.см/кг топл.

Количество отдельных компонентов продуктов сгора­ния

кмоль С0₂/КГ топл.

кмоль Н₂О/кг топл.

кмоль N₂/кг топл.

кмоль О₂/кг топл.

Общее количество продуктов сгорания

кмоль пр.сг/кг топл.

Поверка

кмоль пр.сг./кг топл.

Определение молярных(или объемных) долей компонентов продуктов сгорания

Давление и температура окружающей среды при работе двигателя без наддува

Температура остаточных газов. При постоянном значении степени сжатия ε=18,5 температура остаточных газов прак­тически линейно возрастет с увеличением скоростного режима при α=const, то можно принять значение Т_r=800 К.

Давление остаточных газов

p_r=1,2р_о=1,2·0,1=0,12 Мпа

Температура подогрева свежего заряда. С целью получения хорошего наполнения двигателя на номинальном скоростном режиме принимается ΔТ=20°C

Плотность заряда на впуске

где - удельная газовая постоянная для воздуха.

Потери давления на впуске. В соответствии со скоростным режимом двигателя (n=2700 об/мин) и при условии качественной внутренней поверхности впускной системы можно принять:

и ,

где β -коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом сечении цилиндра; ξ_вп - коэффициент сопротивления впускной системы, отнесенный к наиболее узкому сечению; ω_вп-средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы. Тогда рассчитывается по формуле:

=( β²+ ξ_вп)A_nn²ρ_k10^-6/2=3 · 0,032² · 2700² · 1,21 · 10^-6/2=0,013 МПа, где А_n=ω_ВП/n_N=85/2700=0,032 – потери давления на впуске.

Давление в конце впуска

Р_a =P₀ –ΔP=0,1–0,013=0,087 Мпа.

Коэффициент остаточных газов. При определении γ_г для дизельного двигателя без наддува принимается коэффициент очистки φ_оч =1 и коэффициент дозарядки на номинальном скоро­стном режиме φ_доз=1, что вполне возможно при подборе угла опаздывания закрытия впускного клапана

в пределах 30 — 60°. Тогда:

Температура в конце впуска

К.

Коэффициент наполнения

Процесс сжатия

Средний показатель адиабаты сжатия k₁ при ε=18,5 и рассчитанных значениях Т_а, а средний показатель политропы сжатия n₁ принимается несколько меньше k₁. При выборе n₁ учиты­вается, что с уменьшением частоты вращения теплоотдача от газов в стенки цилиндра увеличивается, а n₁ уменьшается по сравнению с k₁ более значительно.

Определяем показатель адиабаты сжатия при ε=18,5 и рассчитанном значении ,

Давление в конце сжатия

=0,087 · 18,5^1,368=4,71 МПа,

Температура в конце сжатия

=323 · 18,5^1,368-1 = 945 К = 672⁰С.