- •Введение
- •1 Определение диаметра и хода поршня двигателя
- •2 Расчет двигателя на режиме номинальной мощности
- •2.1 Выбор оптимального значения угла открытия выпускного клапана.
- •2.2 Выбор оптимального значения угла закрытия впускного клапана
- •2.3 Выбор оптимального значения угла закрытия выпускного клапана и угла открытия впускного клапана
- •2.4 Выбор оптимального значения угла опережения зажигания
- •3 Расчет двигателя на режиме максимального момента
- •4 Расчет двигателя на частичных режимах работы
- •4.1 Пример нахождения оптимальных углов для режима №2
- •4.1.1 Выбор оптимального значения угла открытия выпускного клапана
- •4.1.2 Выбор оптимального значения угла закрытия выпускного клапана и угла открытия впускного клапана
- •4.1.3 Выбор оптимального значения угла закрытия впускного клапана
- •5 Сравнение удельного эффективного расхода топлива у двигателя с циклом Аткинсона с двигателем с регулировкой подачи топлива дросселем при одинаковом крутящем моменте
- •6 Выбор угла закрытия впускного клапана с точки зрения работы двигателя в ездовом цикле fpdc
- •6.1 Выход на режим №1
- •6.2 Выход на режим №2
- •6.3 Выход на режим №3
2.4 Выбор оптимального значения угла опережения зажигания
Угол опережения зажигания оказывает большое влияние на показатели рабочего процесса. При излишне большом угле сгорание смеси начинается слишком рано, создается большое противодавление ходу поршня к верхней мертвой точке, скорость нарастания и максимальное давление оказываются чрезмерно большими, двигатель перегружается газовыми силами и перегревается, а его мощность и экономичность не достигают максимальных значений; в результате возможно возникновение детонации. Слишком малый угол приводит к запаздыванию развития сгорания, экономичность ухудшается.
Влияние угла опережения зажигания на показатели двигателя показано на рисунках 13-14.
Рисунок 13 - Зависимость удельного эффективного расхода топлива от угла опережения зажигания
Рисунок 14 - Зависимость мощности от угла опережения зажигания
На рисунке 13 и 14 показаны зависимости эффективных показателей двигателя от угла опережения зажигания клапана, на их основании примем .
Результаты расчета работы двигателя на режиме номинальной мощности представлены ниже.
----------------- МОЩНОСТНЫЕ И ЭФФЕКТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ---------------
5000.0 - n - Частота вращения коленчатого вала, [1/мин]
90.125 - Ne - Mощность, [кВт]
11.211 - Pe - Cреднее эффективное давление, [бар]
172.14 - Me - Крутящий момент, [Нм]
0.03788 - qc - Цикловая подача топлива, [г]
0.25216 - ge - Удельный эффект. расход топлива, [кг/(кBт*ч)]
0.32447 - Eta_e - Эффективный KПД
13.655 - Pi - Cреднее индикаторное давление, [бар]
0.39521 - Eta_i - Индикаторный KПД
2.0386 - Pтр - Давление трения, [бар]
0.82100 - Eta_mex - Mеханический KПД
--------------------- ПАРАМЕТРЫ ОКРУЖАЩЕЙ СРЕДЫ ---------------------
1.0000 - Ро* - Давление заторм. потока, [бар]
288.00 - То* - Температура заторможенного потока, [К]
1.0000 - Pо_т - Статическое давление за турбиной, [бар]
0.98000 - Ро_вх* - Давление заторм. потока за фильтром, [бар]
------------------------ НАДДУВ И ГAЗOOБMEH -------------------------
0.98000 - Pк - Давление перед впускным коллектором, [бар]
288.00 - Tк - Tемпература перед впускным коллектором, [K]
0.09280 - Gair - Pасход воздуха (+EGR) через цилиндры двиг.,[кг/с]
0.0000 - КПД_тк - KПД агрегата наддува
1.0432 - Pt* - Среднее давление перед турбиной, [бар]
972.62 - Tt* - Cредняя температура перед турбиной, [K]
0.09885 - Ggas - Pасход O.Г. через цилиндры двиг., [кг/с]
0.98015 - Alfa_sum - Kоэфф. избытка воздуха суммарный
-0.40572 - Pнх - Среднее давление насосных ходов, [бар]
0.93794 - Eta_v - Kоэффициент наполнения
0.03538 - Gamma_r - Kоэффициент остаточных газов
1.0001 - Fi - Kоэффициент продувки
0.22818E-06 - G_забр.% - % заброса O.Г. во впускной коллектор
0.28219 - G_утеч.% - % утечек через поршневые кольца
------------------------ BПУCKHOЙ KOЛЛEKTOP -------------------------
0.96993 - Ps - Среднее давление во впуск. коллект., [бар]
294.09 - Ts - Средн. температ. во впуск. коллект., [K]
344.09 - Tws - Cредняя температура стенки вп. колл., [K]
102.69 - Alfa_ws - Kоэфф. теплоотдачи во вп. колл., [Bт/(м2*K)]
142.55 - Alfa_wsc - Kоэфф. теплоотд. в клап.канале, [Bт/(м2*K)]
------------------------ BЫПУCKHOЙ KOЛЛEKTOP ------------------------
1.0399 - Pr - Среднее статическое давление O.Г., [бар]
971.91 - Tr - Cредняя статическая температура O.Г., [K]
44.927 - Wr - Cредняя скорость газа, [м/с]
36.311 - Sh - Число Струхаля: Sh=a*Tau/L (д.б. Sh > 8)
866.01 - Twr - Cредняя температура стенки вып. колл., [K]
172.14 - Alfa_wr - Kоэфф. теплоотдачи в вып. колл., [Bт/(м2*K)]
573.79 - Alfa_wcr - Kоэфф. теплоотд. в клап.канале, [Bт/(м2*K)]
------------------------------- CГOPAHИE ----------------------------
0.98000 - Alfa - Kоэффициент избытка воздуха при сгорании
72.929 - Pz - Mаксимальное давление цикла,[бар]
2699.8 - Tz - Mаксимальная температура цикла, [K]
15.000 - Fi_pz - Угол максимального давления, [град. за BMT.]
21.000 - Fi_tz - Угол максимальн. температуры,[град. за BMT.]
2.9117 - dP/dFi - Maкс. скор. нарастания давл., [бар/град]
200.00 - P_бенз - Среднее давление бензина перед форсункой [бар]
1.0000 - F_форс - Эффективное проходное сечение форсунки [мм2]
60.000 - Tet_впр.б- Oпережение впрыска бензина,[град.до BMT]
6.6957 - Fi_впр - Продолжительность впрыска бензина [град.]
15.000 - Teta_оп - Oпережение впрыска / зажигания,[град.до BMT]
0.25200 - Fi_задер - Период задержки воспламен. в цилиндре,[град]
44.000 - Fi_горeн - Продолжительность сгорания, [град.п.к.в.]
2.5400 - m_v - Показатель сгорания в цилиндре по Вибе
82.639 - Октан.чсл- Мин. октановое число топлива -грань детонац
---------------------- ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОKАЗАТЕЛИ ---------------------
3880.6 - NOx,ppm - Концентр. влажных NOx, [1/млн, (ppm)]
16.626 - NO,г/кВч - Эмиссия NOx приведен. к NO, [г/(кВт*ч)] (Zeldovich)
0.0000 - SO2 - Эмиссия SO2, [г/кВтч]
-------------------- BHУTPИЦИЛИHДPOBЫE ПAPAMETPЫ --------------------
1.3356 - Pa - Давление начала сжатия, [бар]
381.18 - Ta - Tемпература начала сжатия, [K]
27.119 - Pc - Давление конца сжатия, [бар]
811.62 - Tc - Tемпература конца сжатия, [K]
6.8297 - Pb - Давление начала выпуска, [бар]
1604.3 - Tb - Tемпература начала выпуска, [K]
----------------- ПАРАМЕТРЫ ТЕПЛООБМЕНА ЦИЛИНДРА --------------------
1378.8 - T_ср - Средняя эквивалентная температура цикла, [K]
810.43 - Alfa_w - Cр. коэфф. теплоотд. от газа к стен,[Bт/м2/K]
494.94 - Tw_поршн - Cредн. температура огневого днища поршня, [K]
413.00 - Tw_втулк - Cредн. температ. огневой поверхн. втулки,[K]
458.29 - Tw_крышк - Cредн. температ. огневой поверхн. крышки,[K]
423.95 - Tw_охл - Cредн. температура со стороны охлаждения
крыш крышки цилиндра, [K]
386.65 - Tкип. - Температ.кипения в сист. жид. охлаждения,[К]
12235. - Alf_w_охл- Cредн. коэфф. теплоотдачи [Bт/(м2*K)] от
стенки крышки цилиндра к охлажд. среде.
4233.1 - q_крышки - Тепловой поток в крышку цилиндра, [Дж/с]
4064.6 - q_поршня - Тепловой поток в поршень, [Дж/с]
4349.0 - q_цилинд - Тепловой поток во втулку цилиндра, [Дж/с]
-------------- ПAPAMETPЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС --------------
10.500 - Степ.сжат- Степень сжатия (для ПДП при обоих поршнях в ВМТ)
66.000 - Нач.вып - Начало выпуска, [град. до НMT] (ВПуск. вала)
33.000 - Кон.вып - Конец выпуска, [град. за xMT] (ВПуск. вала)
32.000 - Нач.впуск- Начало впуска, [град. до xMT] (ВПуск. вала)
55.000 - Кон.впуск- Конец впуска, [град. за НMT] (ВПуск. вала)