- •Министерство образования Российской Федерации
- •1. Тепловой расчет
- •1.1. Произвести тепловой расчет четырёхтактного двигателя с распределенным впрыском топлива автомобиля ваз-2123
- •1.2. Выбор топлива.
- •1.3.Параметры рабочего тела.
- •1.4 Параметры окружающей среды и остаточных газов.
- •1.5.Процес впуска.
- •1.6.Процесс сжатия.
- •1.7.Процесс сгорания.
- •Температура в конце видимого процесса сгорания:
- •1.8.Процессы расширения и выпуска.
- •1.9.Индикаторные параметры рабочего цикла
- •1.10.Эффективные показатели двигателя
- •1.11.Основные параметры цилиндра и двигателя
- •1.12.Построение индикаторной диаграммы.
- •1.13.Тепловой баланс двигателя.
- •1.14.Таблица сравнения показателей проектируемого двигателя с показателями заданного прототипа
- •Список литературы.
1.4 Параметры окружающей среды и остаточных газов.
Давление и температура окружающей среды при работе двигателя без наддува:
(1/стр.107)
Температура остаточных газов.При постоянном значении степени сжатия ε=9.3 температура остаточных газов практически линейно возрастет с увеличением скоростного режима при α=const, но уменьшается при обогащении смеси. Учитывая уже определенные значенияnи α, можно принять по графику рис. 5.2 ([1] стр 107) значение Тr=1030 К.
Давление остаточных газов рrза счет расширения фаз газораспределения и снижения сопротивлений при конструктивном оформлении выпускных трактов рассчитываемых двигателей можно принять на номинальном скоростном режиме:
prN=0.110 МПа.
Тогда величины давлений на остальных режимах работы двигателя можно подсчитать по формулам:
pr=p0(1.035+Ap10-8n2),
где Ap=(prN-p01.035)108/(nN2p0)
При nN=5400 мин-1Ap=(0.11.-0.1*1.035)108/54002*0.1=0.2229
1.5.Процес впуска.
Температура подогрева свежего заряда:
С целью получения хорошего наполнения двигателя на номинальном скоростном режиме принимается ΔТr=6°C.
Плотность заряда на впуске:
(1/стр.108)
где - удельная газовая постоянная для воздуха.
Потери давления на впуске.
В соответствии со скоростным режимом двигателя (n=5400 об/мин) и при условии качественной внутренней поверхности впускной системы можно принять:
и,
где β-коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом сечении цилиндра;ξвп- коэффициент сопротивления впускной системы, отнесенный к наиболее узкому сечению; ωвп-средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы. Тогда рассчитывается по формуле:
=(β2+ ξвп)Ann2ρk10-6/2=2.5 · 0.017592· 54002· 1.189 · 10-6/2=0.0134 МПа,
где Аn=ωВП/nN=95/5400=0.01759 – потери давления на впуске. (1/стр.108)
Давление в конце впуска:
Рa=P0–ΔP=0,1–0.0134=0.0866 МПа (1/стр.109)
Коэффициент остаточных газов.При определении для двигателя с впрыском топлива и электронным управлением принимается коэффициент очистки φоч=1, а коэффициент дозарядки на номинальном скоростном режиме φдоз=1.145, а приnmin=900 φдоз=0.96. На остальных расчетных режимах φдозопределяется по рис. 5.2 (стр.107). Тогда:
(1/стр.109)
Температура в конце впуска:
К. (1/стр.109)
Коэффициент наполнения:
(1/стр.109)
Параметры |
|
Процесс впуска и газообмена |
|
|
n |
900 |
3200 |
5400 |
6000 |
α |
0.96 |
1.0 |
1.1 |
0.98 |
Tr |
900 |
980 |
1030 |
1040 |
pr |
0.1037 |
0.1058 |
0.110 |
0.1115 |
ΔT |
14 |
10 |
6 |
5 |
Δpa |
0.0004 |
0.0047 |
0.0134 |
0.0166 |
pa |
0.0996 |
0.0953 |
0.0866 |
0.0834 |
φдоз |
0.96 |
1.055 |
1.145 |
1.176 |
γr |
0.0482 |
0.0412 |
0.0393 |
0.0393 |
Ta |
334 |
330 |
327 |
326 |
ην |
0.7997 |
0.8579 |
0.9589 |
0.8480 |
1.6.Процесс сжатия.
Средний показатель адиабаты сжатия k1при ε=9.3 и рассчитанных значениях Таопределяется по номограмме рис. 4.4 ([1] стр.73), а средний показатель политропы сжатияn1 принимается несколько меньшеk1. При выбореn1учитывается, что с уменьшением частоты вращения теплоотдача от газов в стенки цилиндра увеличивается, аn1 уменьшается по сравнению сk1более значительно.
Определяем показатель адиабаты сжатия при ε=9.3 и рассчитанном значении ,(1/рис.4.4)
-
5400
327
1.3786
1.378
Давление в конце сжатия:
=0.0866·9.31.378=1.8711 МПа, (1/стр.110)
где n1= 1.378 принят несколько меньшеk1= 1.3786.
Температура в конце сжатия:
=327·9.31.378-1=760 К. (1/стр.110)
Средняя мольная теплоёмкость в конце сжатия:
а) свежей смеси (воздуха).
=20,6+2,638 · 10-3· 487=21,8847 ,
где =760-273˚С=487˚С.
б) остаточных газов.
-определяется методом интерполяции по таблице 3.8 (1/стр.59)
кДж/(кмоль град)
где 23.521 и 23.948 значения теплоемкости продуктов сгорания при 4870С соответственно при α=1.1 взятые по таблице 3.8 (1/стр.59).
в) рабочей смеси
=1/(1+0.0393)·(21.8847+0.0393·23.8925)=21.9606 кДж/(кмоль · град).
Параметры |
|
Процесс сжатия |
|
|
n |
900 |
3200 |
5400 |
600 |
k1 |
1.375 |
1.3756 |
1.3786 |
1.379 |
n1 |
1.374 |
1.375 |
1.378 |
1.378 |
pc |
2.1328 |
2.0453 |
1.8711 |
1.8019 |
Tc |
769 |
762 |
760 |
757 |
tc |
496 |
489 |
487 |
484 |
(mcV)t0tc |
21.9085 |
21.8899 |
21.8847 |
21.8768 |
(mc//V)t0tc |
23.9309 |
23.9010 |
23.8925 |
23.8796 |
(mc/V)t0tc |
22.0015 |
21.9696 |
21.9606 |
21.9525 |