DVS
.pdfИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ |
|
|
Назначение двигателя - |
автомобильный |
|
Марка двигателя прототипа |
ВАЗ 2103 |
|
Эффективная мощность двигателя, Nе, кВт |
|
51 |
Число цилиндров z |
|
4 |
Частота вращения коленчатого вала n, мин-1. |
|
5600 |
Диаметр цилиндра D, мм. |
|
76 |
Ход поршня S, мм. |
|
80 |
Длина шатуна L, мм |
|
136 |
Степень сжатия ε |
|
8,5 |
Фазы газораспределения: |
|
|
Опережение открытия выпускных клапанов |
|
|
φ1, град. п.к.в. до НМТ |
|
42 |
Опережение открытия впускных клапанов |
|
|
φ2, град. п.к.в. за ВМТ |
|
12 |
Запаздывание закрытия выпускных клапанов |
|
|
φ3, град. п.к.в. за НМТ |
|
10 |
Запаздывание закрытия впускных клапанов |
|
|
φ4, град. п.к.в. за НМТ |
|
40 |
Коэффициент избытка воздуха α |
|
0,85 |
Степень предварительного расширения ρ |
|
1.1 |
Коэффициент эффективного выделения теплоты при сгорании ξ |
|
0,85. |
Относительные потери теплоты в стенки на участке сжатия – расширения We |
0,09 |
|
Основные характеристики топлива: |
|
|
низшая теплота сгорания Qн, кДж/кг |
|
44000 |
элементарный состав: C |
|
0.855 |
Н |
|
0,140 |
О |
|
0,005 |
Скрытая теплота парообразования rδ, кДж/кг |
|
320 |
Гидравлическое сопротивление воздушного фильтра Pв.ф., Па |
|
2·103 |
Гидравлическое сопротивление глушителя шума Pг.ш., Па |
|
3·103 |
Параметры атмосферного воздуха: |
|
|
давление Р0, гПа |
|
1013 |
температура t0, 0С |
|
20 |
Относительная влажность воздуха φ,% |
|
90 |
3
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
1. |
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ РАСЧЁТЫ.................................................................... |
4 |
Расчёт перемещения поршня и надпоршневого объема.................................................... |
4 |
|
Расчёт эффективной площади проходных сечений клапанов.......................................... |
5 |
|
Определение основных характеристик рабочего тела..................................................... |
7 |
|
2. |
РАСЧЁТ ПРОЦЕССОВ ГАЗООБМЕНА............................................................ |
10 |
Приближенный расчёт основных показателей газообмена............................................ |
11 |
|
Расчёт процесса выпуска.................................................................................................... |
14 |
|
Расчёт процессов на участке перекрытия клапанов....................................................... |
18 |
|
Расчёт процесса наполнения............................................................................................... |
22 |
|
Определение показателей процессов газообмена по данным расчёта... |
21 |
|
3. |
РАСЧЁТ ПРОЦЕССА СЖАТИЯ........................................................................ |
27 |
4. |
РАСЧЁТ ПРОЦЕССА СГОРАНИЯ................................................................... |
39 |
5. |
РАСЧЁТ ПРОЦЕССА РАСШИРЕНИЯ............................................................. |
30 |
6. |
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ............................................ |
33 |
|
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................... |
35 |
4
1 ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ РАСЧЁТЫ
1.1 Расчёт перемещения поршня и надпоршневого объема
Перемещение поршня о ВМТ
S = R σ ,
где R – радиус кривошип, м. σ = 1 − COS ϕ + λ (1 − COS 2ϕ ) - относительное
4
перемещение поршня; φ – угол поворота кривошипа;
Рабочий объем цилиндра
Vh = |
π D 2 |
S = |
π 0,076 2 |
0,08 = 0,0003627 м3. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
4 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|||
Объем камеры сгорания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Vc = |
|
Vh |
|
= |
0,0003627 |
= 0,000048 м3 . |
||||
|
ε − 1 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
8,5 − 1 |
|
|
|||||
Изменение надпоршневого объема |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
V = Vc + |
1 |
Vh σ . |
||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|||
Результаты расчетов приведены в таблиц 1.1. По результатам расчёта
построена зависимость изменения надпоршневого объема от угла поворота коленчатого вала, приведенный на рисунке 1.1.
Таблица 1.1- Расчетные значения объема цилиндра двигателя
ϕ, град п.к.в. |
σ |
V, м3 |
|
|
|
0 |
0,000 |
0,000048 |
10 |
0,020 |
0,000052 |
20 |
0,077 |
0,000062 |
30 |
0,171 |
0,000079 |
40 |
0,294 |
0,000101 |
50 |
0,443 |
0,000128 |
60 |
0,610 |
0,000159 |
70 |
0,787 |
0,000191 |
80 |
0,968 |
0,000224 |
90 |
1,146 |
0,000256 |
100 |
1,315 |
0,000286 |
110 |
1,471 |
0,000315 |
120 |
1,610 |
0,000340 |
130 |
1,728 |
0,000361 |
140 |
1,826 |
0,000379 |
150 |
1,902 |
0,000393 |
160 |
1,957 |
0,000403 |
170 |
1,989 |
0,000409 |
180 |
2,000 |
0,000411 |
|
|
|
5
Рисунок 1.1 - Изменение надпоршневого обьема в зависимости от угла поворота
коленчатого вала
1.2 Расчёт эффективной площади проходных сечений клапанов
Расчёт эффективной площади проходных сечений клапанов выполнен по максимальному значению (μf)макс, продолжительность подъема и посадки клапанов:
|
|
|
φ − φ |
н.о. |
|
|
|
|||||
µf |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
= 0.5(µf ) макс 1 − COS |
φ |
|
|
π ; |
|
|||||||
|
|
|
|
п.о. |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
φ − φн. з. |
|
|
|
|||||
µf |
= 0.5(µf ) |
1 − COS |
π |
|
, |
|||||||
|
||||||||||||
|
|
макс |
|
φп.з. |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где φн.о.,φн.з. – углы поворота кривошипа, соответствующие началу открытия и началу закрытия клапана; φп.о.,φп.з – продолжительность подъема и посадки клапана в гр.п.к.в. (φп.о.=φп.з =90 гр.п.к.в.).
Максимальная площадь проходного сечения впускного клапана
f = π / 4(dг2 − dшт2 ) = π / 4(0,03252 − 0,0082 ) = 0,000779 м2
6
Максимальная площадь проходного сечения выпускного клапана
f = π / 4(dг2 − dшт2 ) = π / 4(0,02752 − 0,0082 ) = 0,0005434 м2
Максимальным значениям проходных сечений клапанов соответствует
коэффициенты расхода µb = µ s = 0.65 . Результаты расчёта приведены в таблице 1.2 и
1.3, по результатам расчёта построена диаграмма изменения эффективной площади проходных сечений клапанов, приведенная на рисунке 1.2.
Таблица 1.2 – Расчёт эффективной площади проходных сечений впускных клапанов.
φ, гр.п.к.в. |
fs·106, м2 |
φ, гр.п.к.в. |
fs·106, м2 |
|
|
|
|
708 |
0 |
840 |
506,35 |
710 |
0,61609668 |
850 |
506,35 |
720 |
21,8662667 |
860 |
491,096999 |
730 |
70,9876909 |
870 |
447,175886 |
740 |
142,061545 |
880 |
379,878882 |
750 |
226,523875 |
890 |
297,314853 |
760 |
314,197499 |
900 |
209,432248 |
770 |
394,518293 |
910 |
126,820371 |
780 |
457,808106 |
920 |
59,4334351 |
790 |
496,440911 |
925 |
34,0872198 |
798 |
506,349679 |
930 |
15,3911452 |
800 |
506,35 |
935 |
3,91270768 |
810 |
506,35 |
940 |
0,00032109 |
820 |
506,35 |
|
|
830 |
506,35 |
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.3 – Расчёт эффективной площади проходных сечений выпускных клапанов.
φ, гр.п.к.в. |
fb·106, м2 |
φ, гр.п.к.в. |
fb·106, м2 |
|
|
|
|
498 |
0 |
620 |
353,21 |
500 |
0,429765004 |
630 |
353,21 |
510 |
15,25305435 |
640 |
353,21 |
520 |
49,51824293 |
650 |
342,5701016 |
530 |
99,09659006 |
655 |
329,5728503 |
540 |
158,0142153 |
660 |
311,9324476 |
550 |
219,1719137 |
670 |
264,9886834 |
560 |
275,2005655 |
680 |
207,3952387 |
570 |
319,349069 |
690 |
146,091763 |
580 |
346,2978059 |
700 |
88,46494139 |
588 |
353,209776 |
710 |
41,45844497 |
|
|
|
|
590 |
353,21 |
720 |
10,73626227 |
600 |
353,21 |
730 |
0,000223983 |
610 |
353,21 |
|
|
|
|
|
|
7
Рисунок 1.2 - Изменение эффективной площади проходных сечений клапанов
1.3. Определение основных характеристик рабочего тела
Объемная доля паров воды в воздухе
r |
= ϕP H |
/ P = 2337 / 101300 = 0,0231 |
H 2O |
H 2O |
O |
Объемная доля кислорода во влажном воздухе
r вл = r вс (1 − r |
) = 0.21 (1 − 0.0231) = 0,205 |
||
o2 |
o2 |
H 2O |
|
Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива с
учетом влажности
|
|
1 |
С |
|
Н |
|
О |
|
1 |
|
0.855 |
|
0.140 |
|
0,005 |
|
кМоль |
|||
М о |
= |
|
|
|
|
+ |
|
− |
|
= |
|
|
|
+ |
|
− |
|
= 0,518 |
|
. |
rOвл |
12 |
4 |
32 |
0.205 |
12 |
4 |
32 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кг |
||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Объемны доли компонентов свежего заряда на впуске в дизель:
|
|
|
|
|
вл |
α М |
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
см |
= |
|
|
rN 2 |
0 |
|
= |
0,772 0,85 0,518 |
= 0,757 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
N2 |
|
α М ' + |
1 |
µT |
|
|
0,85 0,518 + |
1 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
115 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
вл |
= r вс (1 − r |
|
|
) = 0,79 (1 − 0,0231) = 0,772 |
||||||||||||
N2 |
|
|
N2 |
Н2О |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
вл |
α М |
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
см = |
|
|
rО2 |
0 |
|
= |
0,205 0,85 0,518 |
= 0,201 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
О2 |
|
α М ' + |
1 |
|
|
|
|
|
0,85 0,518 + |
1 |
|
|
|||||
|
|
|
µT |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
115 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
см |
= |
|
rН2О α М0' |
|
= |
0,0231 0,85 0,518 |
= 0,0227 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Н2О |
|
|
|
α М ' + |
1 |
µT |
|
|
|
0,85 0,518 + 1 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
115 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8
|
1 |
µT |
|
|
1 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
см |
= |
|
|
= |
115 |
= 0,0194 |
||
rТ |
|
|
|
|
||||
α М ' |
+ |
1 |
0,85 0,518 + 1 |
|||||
|
|
|
|
|||||
|
0 |
|
µT |
115 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
Проверка точности вычислений объемных долей компонентов свежего заряда:
i=n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
см |
см |
см |
|
см |
см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ ri |
= rN2 + rO2 |
+ rH 2O |
+ rТ |
|
= 0,757 + 0,201 + 0,0227 + 0,0194 = 1 |
||||||||||||
i=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Молярная масса свежего заряда: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
µ |
см |
= µ |
r см + µ |
r см + µ |
Н2О |
r см |
+ µ |
Т |
r см = |
||||||
|
|
|
|
N2 |
N2 |
|
О2 |
О2 |
Н2О |
|
Т |
||||||
|
|
= 28 0,757 + 32 0,201 + 18 0,0227 + 115 0,0194 = 30,268 |
|||||||||||||||
Газовая постоянная для 1 кг свежего заряда, Дж/(кг·К): |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
R |
= |
8314 |
= |
|
8314 |
= 274,68 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
см |
|
µсм 30,268 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Молярная истинная и молярная средняя теплоемкости свежего заряда при |
|||||||||||||||||
постоянном объеме в интервале температур 0…1000ºС |
|
|
|
||||||||||||||
|
i=n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
µСνсм = ∑ (ai |
+ bi t)ricм = (20,89 + 8,14 10−3 t) 0,201 + (20,5 + 4,7 10−3 t) 0,757 + |
||||||||||||||||
|
i=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ (24,8 |
+ 10,6 |
10−3 t) 0,0227 + (182 + 373 10−3 t) 0,0194 = (23,811 + 12,671 10-3 t) |
|
|
i=n |
|
|
µСνmсм = ∑ (ai + bi t / 2)ricм = (20,89 + 8,14 103 t / 2) 0,201 + (20,5 + 4,7 103 t / 2) |
0,757 + |
||
|
i=1 |
|
|
+ (24,8 |
+ 10,6 |
103 t / 2) 0,0227 + (182 + 373 103 t / 2) 0,0194 = (23,811 + 6,3355 |
103 t) |
Доля углерода, ушедшая на образование окиси углерода:
|
|
|
|
|
x = |
24 (1 − α ) M 0' |
rOвл |
= |
24 (1 − 0,85) 0,518 0,205 |
= 0,447 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
0,855 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Количество продуктов сгорания, приходящихся на 1 кг топлива в кмолях: |
||||||||||||||||
М ' |
= |
С |
+ |
Н |
+ α М ' о (r вл |
+ r вл |
|
) = |
0,855 |
+ |
0,140 |
+ 0,85 0.518 (0,772 + 0,0231) = |
||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
пр.сг. |
12 |
|
2 |
|
N2 |
Н2О |
|
12 |
2 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
= 0,486 кМоль
кг
Объемные доли компонентов, входящие в состав продуктов сгорания:
r |
|
= |
|
C(1 − х) |
|
= |
0,855(1 − 0,447) |
= 0,0811 |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
CO2 |
|
|
12 M ' |
|
|
|
|
12 0,486 |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пр.сг. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
r |
|
= |
1 |
С х |
/ М |
|
|
= |
1 |
0,855 0,447 / 0,486 = 0,0655 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
пр.сг. |
|
|
|
||||||||||||||||||||
CO |
12 |
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
вл |
|
|
|
' |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H + rН2 |
О α |
М0 |
|
|
|
|
0,140 |
+ 0,0231 085 |
0,518 |
|
|
||||||
|
см |
|
|
|
2 |
|
2 |
|
||||||||||||||||||
r |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
= 0,165 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
М ' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Н2О |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,486 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пр.сг. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
9
|
|
|
вл |
α М |
' |
|
|
|
r |
см |
= |
rN2 |
0 |
= |
0,772 0,85 0,518 |
= 0,6994 |
|
|
М ' |
|
|
|||||
N2 |
|
|
|
0,486 |
|
|||
|
|
|
|
пр.сг. |
|
|
|
|
r |
см |
= 0 |
|
|
|
|
|
|
О2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Проверка точности вычислений объемных долей компонентов продуктов сгорания:
i=n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ ri = rN2 + rO2 + rH2O + rСO2 + rСO = 0,6994 + 0,0000 + 0,165 + 0,0811 + 0,0655 = 1,01 |
|||||||||||||
i=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Химический коэффициент молекулярного изменения: |
|||||||||||||
β |
|
= |
М |
пр' .сг. |
|
= |
|
0,486 |
|
= 1,1038 |
|||
0 |
М |
' α |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
0.518 0,85 |
|||||||||
|
|
|
|
|
0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Молярная масса продуктов сгорания: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
µпр.сг. = µ N2 rN2 |
+ µСО2 rСО2 |
+ µСО rСО + µН2О rН2О = |
|||||||||||
= 28 0,6994 + 44 0,0811 + 28 0,0655 + 18 0,165 = 26,1216 |
|||||||||||||
Газовая постоянная для 1 кг продуктов сгорания, Дж/(кг·К): |
|||||||||||||
R |
|
|
= |
8314 |
|
= |
8314 |
= 318,2807 |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
пр.сг. |
|
µпр.сг. |
|
|
|
26,1216 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Молярная истинная и молярная средняя теплоемкости продуктов сгорания при постоянном объеме в интервале температур 0…1000ºС
i=n
µСνпр.сг. = ∑ (ai + bi t)ricм = (20,60 + 5,4 10 −3 t) 0,0655 + (29,50 + 24,2 10 −3 t) 0,0811 +
i=1
+ (24,8 + 10,6 10 −3 t) 0,165 + (20,5 + 4,7 10 −3 t) 0,6994 = (22,172 + 7,353 10-3 t)
i=n
µСνпр.сг. = ∑ (ai + bi t)ricм = (20,60 + 5,4 10 −3 t / 2) 0,0655 + (29,50 + 24,2 10 −3 t / 2) 0,0811 +
i=1
+(24,8 + 10,6 10 −3 t / 2) 0,165 + (20,5 + 4,7 10 −3 t / 2) 0,6994 = (22,172 + 3,6765 10-3 t)
Молярная истинная и молярная средняя теплоемкости продуктов сгорания при
постоянном объеме в интервале температур 1000….2700ºС
i=n
µСνпр.сг. = ∑ (ai + bi t)ricм = (21,8 + 3,4 10 −3 t) 0,0655 + (36,70 + 9,2 10 −3 t) 0,0811 +
i=1
+(25,9 + 9,6 10 −3 t) 0,165 + (21,6 + 3,4 10 −3 t) 0,6994 = (23,786 + 4,931 10-3 t)
i =n
µСνmпр.сг. = ∑ (ai + b / 2i t)ricм = (21,8 + 3,4 10 −3 t / 2) 0,0655 + (36,70 + 9,2 10−3 t / 2) 0,0811 +
i =1
+(25,9 + 9,6 10 −3 t / 2) 0,165 + (21,6 + 3,4 10 −3 t / 2) 0,6994 = (23,786 + 2,4655 10-3 t)
10
2.РАСЧЁТ ПРОЦЕССОВ ГАЗООБМЕНА
2.1.Приближенный расчёт основных показателей газообмена
Среднее давление в цилиндре на тактах выпуска и наполнения:
рср.вып. = рТ + |
рвып.кл. |
= 0.1013 + 0.002 + 0,030 = 0,1333 |
|
рср.вп. = рS − |
рвп.кл. = 0.1013 − 0.002 − 0,020 = |
, |
|
0.0793 |
|||
где рвп.кл. рвып.кл. - среднее давление потерь во впускных и выпускных клапанах.
Среднее давление насосных потерь:
рнп = рср.вып. − рср.вп. = 0.1333 - 0.0793 = 0,0540
Коэффициент остаточных газов определяем, задавшись в первом
приближении коэффициентом наполнения, температурой и давлением остаточных
газов в цилиндре в НМТ ( в данном расчёте принимаем η v = 0.8 TR = 1300 K |
|
||||||||||||||
γ = |
|
pср.вып.Vc RT0 |
|
|
= |
0,1333 106 |
0,000048 276,268 293 |
= 0,0417 |
|||||||
R |
пр.сг. |
Т |
r |
η |
v |
p |
0 |
V |
h |
318,28 1300 0.80 0.1013 106 0,0003627 |
|||||
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Температура свежего заряда в цилиндре в НМТ:
t |
|
= |
ts + γtr + |
|
tT |
+ t Г. П. − |
tисп. |
= |
20 + 0,0417 1320 + 18 + 15,766 − 22,4463 |
= 71,9781 |
||||||||||||||
a |
|
|
|
+ γ |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 + 0,0417 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
где |
|
tT |
- подогрев свежего заряда в цилиндре и во впускном коллекторе ; |
||||||||||||||||||
|
|
tГ. П. -повышение температуры воздуха, обусловленное гидравлическим |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
сопротивлением впускных клапанов; tисп. - понижение температуры воздуха, |
||||||||||||||||||||||
|
|
обусловленное испарением топлива: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
t Г. П.. = |
|
|
|
|
|
|
рвп.кл.Vh |
|
|
|
|
= |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
(1/ µ |
см |
) (µ С |
vсм |
+ 8,314)10 |
3 η |
v |
М |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|||||
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.3 105 0,0003627 |
|
|
= 15,766 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
(1/ 30,268) (23,811 + 12,671 10-3 20 + 8,314)103 0.80 0,000457 |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
tисп. = |
|
|
|
|
|
rδ |
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
(µ С |
vсм |
+ 8,314) 103 α M ' |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
320 |
|
|
|
|
|
|
= 22,4463 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
(23,811 + 12,671 10-3 20 + 8,314)103 0,85 0.518 |
|
|
|||||||||||||||||||
Масса свежего заряда в цилиндре в НМТ:
Мсв. з. |
= |
р |
а |
V |
а |
|
= |
0.0843 106 0,0004107 |
= 0,000351 кг, |
||
|
|
|
|
||||||||
Rсм Tа (1 + γ ) |
274,68 345 (1 + 0,0417) |
||||||||||
|
|
|
|
||||||||
11
Потенциальный заряд цилиндра при условиях окружающей среды:
М |
|
|
р |
0 |
V |
0.1013 10 |
6 0,0003627 |
|
|
|
= |
|
h |
= |
|
|
= 0,000457кг, |
||
h. |
|
|
|
|
|
||||
|
|
R |
T0 |
274,68 293 |
|
||||
|
|
|
|
||||||
Коэффициент наполнения, отнесенный к условиям окружающей среды:
ηv = M св. з. = 0,000351 = 0,768
Мh 0,000457
Принятое значение ηv отличается от расчётного на 4%, что не превышает
допускаемую погрешность 10%, поэтому значения γ , ta не уточняем.
2.2. Расчёт процесса выпуска
Параметры газов в цилиндре в начале открытия выпускных клапанов определяем решая совместно уравнение теплового баланса для участка индикаторной диаграммы от точки «а» (НМТ) до точки «е» (момент открытия выпускных клапанов) и уравнение состояния:
ue − ua + Li + 1.2We BцQH = Bц QH ; PeVe = M e RTe
|
где ue |
= (M e |
/ µ пр.сг. ) µСve te |
- внутренняя энергия газа в точке «е»; |
|
|||||||||||
ue |
= (M a |
/ µ пр.сг. ) µСva ta - внутренняя энергия смеси в точке «а»; |
|
|
||||||||||||
|
Li = ηi ВЦ QH |
- индикаторная работа газов; We – относительные потери |
|
|||||||||||||
теплоты от газов в стенки на участке расширения; Вц,Qн – цикловая подача |
|
|||||||||||||||
топлива, низшая теплота сгорания топлива; ре,Ve,Те - давление, объем и |
|
|||||||||||||||
температура газа в точке «е». |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Цикловая подача топлива: |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
ВЦ = |
|
Мсв. зр. |
|
|
|
= |
0,000351 |
= 0,00002450 |
кг/цикл |
|
|||
|
|
|
α М ' µ |
св. з. |
+ 1 |
0,85 0.518 30,268 + 1 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Низшая теплота сгорания топлива с учетом неполноты сгорания |
|
||||||||||||||
Q' |
= Q |
− r |
β |
|
α M ' + |
1 |
|
22.4 QCO = 44000− 0,0655 1,0822 (0.85 0.518+ 1 |
)× |
|||||||
H |
H |
CO |
|
0 |
|
0 |
µT |
|
|
H |
115 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
× 22.4 12600= 35011,27