
- •Содержание
- •Ведение
- •1 . Расчет рабочего процесса двигателя
- •1.1. Расчет параметров рабочего процесса
- •1.1.2. Действительное количество свежего заряда воздуха:
- •1.2. Индикаторные и эффективные показатели рабочего цикла
- •2. Основные размеры двигателя
- •3. Внешний тепловой баланс двигателя
- •4. Построение расчетной индикаторной диаграммы
- •5 Динамический расчет
- •Заключение
- •Используемая литература
Содержание
Введение
1.Расчет рабочего процесса двигателя………………………………………5
1.1. Расчет параметров рабочего процесса………………………………….5
1.2. Индикаторные и эффективные показатели рабочего цикла…………..10
2.Основные размеры двигателя……………………………………………...11
3. Внешний тепловой баланс двигателя…………………………………….12
4. Построение расчетной индикаторной диаграммы………………………15
5. Динамический расчет……………………………………………………...17
Заключение
Используемая литература
Ведение
В данном курсовом
проекте приводится расчет двигателя с
эффективной мощностью, равной
и
-
образным расположением цилиндров.
Прототипом проектируемого двигателя
является тепловозный двигатель 6
с количеством оборотов, равным
.
В данном курсовом проекте приводится расчет рабочего процесса двигателя, тепловой расчет двигателя, процесс выхлопа и продувки.
Данные расчеты необходимы для нормальной эксплуатации и ремонта двигателя, а также при его проектировании и выяснения условий ремонта двигателя.
Также приводится
расчет габаритных размеров двигателя,
которые необходимо знать при проектирование
двигателя
1 . Расчет рабочего процесса двигателя
Т0=288K;
P0=0,103мПа
Т2=1000K;
Т=100
- геометрическая степень сжатия, для 4-х тактных двигателей =13
Определяем давление наддува Pк, которое выбирается в зависимости от требуемой мощности двигателя:
где Pк, Ne, n, i – параметры проектируемого двигателя;
Ps, Ne, n, i – параметры двигателя-прототипа.
1.1. Расчет параметров рабочего процесса
1.1.1.
Теоретически необходимое количество
воздуха для сгорания 1 кг топлива,
определяется по формуле:
где С, Н, S, От – относительное весовое содержание в топливе водорода, серы и кислорода; воз =28,95 – молекулярная масса воздуха.
1.1.2. Действительное количество свежего заряда воздуха:
где
- коэффициент избытка воздуха для
двигателей со струйным смесеобразованием;
для 4-х тактного двигателя возьмем
=2.
1.1.3.Определим
количество молей продуктов сгорания в
точке «z»i
и «чистых» продуктов сгорания (при
= 1):
1.1.4.
Объемные доли «чистых» продуктов
сгорания и избыточного воздуха:
Очевидно, должно
соблюдаться равенство: ro
+ rв
= 1,0;
Процесс наполнения.
1.1.5. Давление в цилиндре двигателя в конце наполнения ра примем по опытным данным. При этом справедливы зависимости: ра = (0,9…0,95) рк
(для 4-тактных двигателей):
1.1.6. Температура
воздуха во впускном коллекторе:
где Тохл = 25…95о – снижение температуры наддувочного воздуха в охладителе. Принимается в зависимости от давления наддувочного воздуха рк и типа охладителя (воздуховоздушный или водовоздушный).
1.1.7. Определим коэффициент остаточных газов:
1.1.8. Температура свежего заряда воздуха в процессе наполнения:
1.1.9. Коэффициент наполнения:
Процесс сжатия.
1.1.10.Процесс сжатия
в реальном двигатели происходит по
политропическому закону с переменным
показателем политропы (принимаем
).
Расчет параметров конца процесса сжатия
производится в предположении, что сжатие
начинается в НМТ и заканчивается в ВМТ.
Тогда:
Процесс
сгорания.
1.1.11. Коэффициент молекулярного изменения характеризует увеличение числа молей рабочего тела в процессе сгорания. Химический или «чистый» коэффициент о определяется из условия отсутствия в цилиндре двигателя остаточных газов (т.е. при о = 0):
где
- увеличение числа молей рабочего тела
в процессе сгорания
Коэффициент молекулярного изменения (при 0) в точке «z» определяется выражением:
1.1.12.
Давление в конце сгорания:
где
– степень
повышения давления. Примем =1,6,
а при с=8,75МПа
вычисляем:
1.1.13. Температура в конце сгорания. Температура в точке «z» определяется по уравнению процесса сгорания:
где z – коэффициент эффективного выделения тепла до точки «z». Выбирается по опытным данным. Обычно z = 0,7…0,85;
Qн
– низшая
теплота сгорания, для топлив нефтяного
происхождения Qн
= 41900…42500
кДж/кг;
– средняя мольная теплоемкость при постоянном объеме для смеси воздуха и продуктов сгорания;
–средняя
мольная теплоемкость при постоянном
давлении для продуктов сгорания.
Определим среднюю мольную теплоемкость:
Считая рабочие
газы состоящими из «чистых» продуктов
сгорания (при =1)
и избыточного воздуха можно записать:
где
Мольная
теплоемкость «чистых» продуктов сгорания
незначительно изменяется в
зависимости от сорта топлива, сжигаемого
в двигателе. Поэтому для любого состава
топлива можно принять:
Подставляя все
вычисленные значения в уравнение
процесса сгорания найдем :
К
1.1.14.
После определения температуры Tz
находим степень предварительного
расширения
по формуле:
Процесс расширения.
1.1.15. Степень последующего расширения:
1.1.16. Параметры конца процесса расширения (давление и температура в конце расширения) вычисляются по формулам:
1.1.17. Показатель политропы расширения nz можно определить, исходя из баланса теплоты за период расширения, примем nz =1,25