- •1.1. Произвести тепловой расчет четырёхтактного карбюраторного двигателя автомобиля змз-406
- •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
- •5.Расчет элементов смазочной системы
- •6. Расчет элементов системы охлаждения
- •Список литературы.
1.13.Тепловой баланс двигателя.
Тепловой баланс в общем виде:
Q0=Qе+Qг+Qв+Qн.с.+Qост.=HиGт/3,6, (1/стр.125)
где Q0– общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом:
Q0=43930 · 22,045/3,6=269010 Дж/с.
Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 сек:
Qе=1000Ne=1000 ·76,28=76280 Дж/с. (1/стр.125)
Теплота, потерянная с отработавшими газами:
Qr=(Gт/3,6){М2[(mcV″)t0tг+8,315]tг-М1[(mcV″)t020+8,315]t0}, (1/стр.125)
где (mcV″)t0tг– теплоемкость отработавших газов (определяется методом интерполяции по табл.3.8 (1/стр.59):
tr=Tr-273=1030-273=757°C
кДж/(кмоль град)
где 24,868 и 25,021 значения теплоемкости продуктов сгорания при 7000С соответственно при α=0,95 и α=1, взятые по таблице 3.8 (1/стр.59).
кДж/(кмоль град)
где 25,280 и 25,441 значения теплоемкости продуктов сгорания при 8000С соответственно при α=0,95 и α=1, взятые по таблице 3.8 (1/стр.59).
Теплоемкость продуктов сгорания при tc=7570С и α=0,96
(mcV″)t0tc=24,8986+(25,3122-24,8986)·57/100=25,134 Дж/(кмоль град);
(mcV)t020=20,775 кДж/(кмоль град) – теплоемкость свежего заряда (определяется по табл. 3,6 (1/стр.58) для воздуха методом интерполяции при
t0=Т0-273=293-273=200С
Qr=(22,045/3,6){0,536[25,134+8,315]757-0,5041[20,775+8,315]20}=81314 кДж/(кмоль град).
Теплота, передаваемая охлаждающей среде:
QB=ciD1+2mnm(Hu-∆Hu)/(αHu)=
=0,5∙4∙8,81+2∙0,65∙45000,65∙(43930-2476)/(0,96∙43930)=77212 Дж/с,
где с=0,45-0,53 – коэффициент пропорциональности для четырехтактных двигателей. В расчетах принятос=0,5;i=4 – число цилиндров;D– диаметр цилиндра, см;m=0,5 – 0,7 – показатель степени для четырехтактных двигателей.
Теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива:
Qн.с.=∆HиGт/3,6=2476∙22,045/3,6=15162 Дж∙с. (1/стр.125)
Неучтенные потери тепла:
Qост = Q0 –(Qе+Qг+Qв+Qн.с)=
=269010-(76280+81314+77212+15162)=19042 Дж/с. (1/стр.125)
Составляющие теплового баланса:
Составляющие теплового баланса |
Q,Дж/с |
q, % |
Теплота, эквивалентная эффективной работе |
76280 |
28,3 |
Теплота, передаваемая охлаждающей среде |
77212 |
28,7 |
Теплота, унесенная с отработавшими газами |
81314 |
30,2 |
Теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива |
15162 |
5,7 |
Неучтенные потери теплоты |
19042 |
7,1 |
Общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом |
269010 |
100 |
1.14.Таблица сравнения показателей проектируемого двигателя с показателями заданного прототипа
Параметры
|
,
|
|
, |
, |
ε |
S/D, мм | ||
Прототип |
4500 |
66,4 |
2,445 |
28,60 |
70,00 |
148,6 |
8,2
|
92/92 |
Расчетный ДВС |
4500 |
60,79 |
2,240 |
34,05 |
76,28 |
161,9 |
8,7 |
92/88 |
Вывод:В спроектированном двигателе из-за повышения степени сжатия с 8,2 до 8,7 удалось увеличить литровую мощность на 19%, увеличился максимальный крутящий момент на 11%, а также увеличилась мощность двигателя на 9%.
Расчет диффузора.Теоретическую скорость воздуха приn=4500 об/мин принимаем равнойм/с.
Разряжение в диффузоре при м/с определяем по формуле
(стр. 446 /1/)
Действительная скорость воздуха в диффузоре
м/с, (стр. 446 /1/)
где – определяется по рис. 18.2 /1/ прикПа и в предположении, что криваярассчитываемого карбюратора близка к максимальной кривой.
Действительный секундный расход воздуха через диффузор
кг/с
Диаметр диффузора
или
Расчет главного жиклера.Теоретическая скорость топлива при истечении из главного жиклера
м/с, (стр. 446 /1/)
где – плотность бензина, кг/м3; ∆h=4 мм=0,004 м. Действительная скорость топлива при истечении из главного жиклера
м/с, (стр. 446 /1/)
где – определяется по рис. 18.5 /1/ при выборе жиклера с.
Действительный расход топлива двигателем при n=4500 об/мин по данным теплового расчета составляет 22.045 кг/ч или 0,00642 кг/с. Так как топливо подается через два жиклера – главный и компенсационный, необходимо так подобрать их размеры, чтобы они обеспечивали выбранную в тепловом расчете зависимостьот частоты вращения. Предварительно принимаем расход топлива через главный жиклеркг/с, а через компенсационный –кг/с.
Диаметр главного жиклера
Расчет компенсационного жиклера.Теоретическая скорость топлива при истечении из компенсационного жиклера
м/с, (стр. 447 /1/)
где Н=50 мм=0,05 м – уровень топлива в поплавковой камере над компенсационным жиклером.
Истечению топлива со скоростью м/с приблизительно соответствует разряжение
Поэтому коэффициент расхода компенсационного жиклера можно определить по рис. 18.5 /1/ при ∆р≈0,7 кПа. Выбираем компенсационный жиклер с отношением , тогда. Диаметр компенсационного жиклера