Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ - ААХ-31.DOC
Скачиваний:
17
Добавлен:
30.10.2018
Размер:
3.05 Mб
Скачать

1.1.Обоснование параметров.

    1. Методика выбора параметров теплового расчета.

  1. Параметры окружающей среды :

При работе двигателя без надува : P0 [МПа] , T0 [К]

В этом случае давление свежего заряда P0 , поступающего к двигателю, из атмосферы, принимается равным атмосферному давлению т.е.

P0 @ 0,15 Мпа. Температура свежего заряда T0 принимается равной температуре атмосферного воздуха, т.е. T0 @ 293К;

  1. Элементарный состав и низшая теплота сгорания топлива Hu [кДж/кг]

Так как метанол жидкое топливо то элементарный состав жидких топлив (бензин , дизтопливо , спирт и т.п.) обычно выражается в единицах массы (кг) или относительных массовых долях , где

C- массовая доля углерода в 1кг топлива,

H- массовая доля водорода в 1кг топлива,

O- массовая доля кислорода в 1 кг топлива.

При этом C+H+O=1кг.

Теплота сгорания жидких топлив обычно исчисляется на единицу массы, т.е. в кДж/кг. В расчётах можно принимаем некоторые усреднённые значения вышеупомянутых характеристик согласно нижеследующей таблице 1:

Топливо

Элементарный состав в единицах массы

Низшая теплота сгорания

C

H

O

Hu кДж/кг

Дизельное топливо

0,87

0,126

0,004

42500

Таблица 2

3. Степень сжатия e .

Степень сжатия – одна из важнейших характеристик двигателя, повышение e (до определённых пределов ) способствует росту мощности и улучшению экономичности двигателя.

Выбор степени сжатия в первую очередь зависит от способа смесеобразования рода топлива, что и определяет резкие различия в величине e для карбюраторных двигателей и дизелей. Кроме того, при выборе e необходимо внимательно учитывать конечную цель, поставленную проектантом при проектировании двигателя, а так же быстроходность двигателя, систему охлаждения, наличие или отсутствие наддува и ряд других факторов.

В современных дизельных двигателях автомобильного типа степень сжатия колеблется в пределах e =16…21, причём наименьшее значение степени сжатия для дизелей определяется величиной минимально необходимой температуры в конце сжатия для обеспечения самовоспламенения впрыснутого топлива, что обеспечивается при степени сжатия не менее 14. На этом основании принимаем e= 18

4. Коэффициент избытка воздуха ά

Коэффициент избытка воздуха наряду со степенью сжатия относится к важнейшим характеристикам двигателя . Снижение ά (до определённых приделах)способствует форсированию энергетических показателей двигателя, но в то же время вызывает ухудшение экономичности работы и увеличения термической напряженности деталей.

Выбор коэффициента избытка воздуха ά зависит от сорта топлива, типа автомобиля, типа смесеобразования и др. факторов.

Значение ά для различных двигателей при нормальной мощности для дизельных двигателей с неразделенной камерой сгорания колеблются в пределах: 1,3…1,5. Принимаем ά = 1.4

5. Параметры остаточных газов P2. T2.

Величина давления остаточных газов P2 выбирается в зависимости от числа и расположения клапанов , сопротивления впускного и особенно выпускного трактов , фаз газораспределения , характера наддува , быстроходности двигателя и пр.

Для автомобильных двигателей без наддува , а также с наддувом и выпуском в атмосферу. P2=(0,105-0,135)МПа.

Большие значения Р2 принимаются для быстроходных двигателей легковых автомобилей , имеющий мощный глушитель на выхлопе и достаточно высокую быстроходность.

Температура остаточных газов Т2 зависит от величины степени сжатия (расширения) , быстроходности , нагрузки и коэффициента избытка воздуха.

На нормальном режиме работы дизельных двигателей Т2 находится обычно в пределах: 700-900 К; при этом нижние пределы для больших e, меньшей быстроходности и больших значений ά. Т. к. мы приняли e = 18 и ά = 1.4; принимаем P2= 0,15, Т2=800 К.

6. Подогрев свежего заряда от стенок ∆Т.

Величина подогрева свежего заряда от стенок ∆Т зависит от наличии или отсутствия специального устройства для подогрева , от расположения и конструкции впускного трубопровода , типа системы охлаждения , быстроходности двигателя и наддува.

Величина ∆Т для дизельных двигателей обычно колеблется в пределах 10-40 К.

При этом нижние пределы ∆Т имеют место при отсутствии специального подогрева , раздельных впускном и выпускном трубопроводах , водяной системе охлаждения и повышенной быстроходности. На основании вышеперечисленного принимаем ∆Т= 0 К.

7. Коэффициент наполнения цилиндра hv

коэффициент наполнения цилиндра hv является основной характеристикой процесса впуска. Его величина зависит от быстроходности двигателя , гидравлических сопротивлений впускной системы подогрева свежего заряда от стенок при впуске фаз газораспределения , тактности и наличия наддува.

Значение hv для дизельных автомобильных двигателей при работе с полной нагрузкой на номинальном числе оборотов обычно лежат в пределах:

0,85-0,95;

При специально настроенных впускных системах значения DT могут достигать 1,0 и несколько выше за счёт использования инерционно-волновых явлений.

Чем выше быстроходность, гидравлические сопротивления впускной системы ,подогрев на впуске , тем ниже следует выбирать значения hv. Поэтому принимаем значение hv=.0.9

  1. Показатель политропы сжатия n1

В тепловом расчёте автомобильных двигателей обычно принимают , что процесс сжатия протекает по политропе с некоторым условным среднем постоянным показателем n1, величина которого обеспечивает получения такой же работы на линии сжатия , как и при фактическом переменном показателе. Величина n1 зависит в основном от частоты вращения коленчатого вала двигателя , степени сжатия , размеров цилиндра , материал поршня и цилиндра , интенсивности охлаждения цилиндров и т.п.

Значение n1 для автомобильных двигателей обычно лежат в пределах:

1,36-1,37;

Величина n1 увеличивается с увеличением быстроходности двигателя с уменьшением отношения поверхности охлаждения к объёму цилиндра; h1 уменьшается с увеличением степени сжатия и увеличением интенсивности охлаждения. Поэтому принимаем h1=1.365

  1. Показатель политропы расширения n2

Для упрощения теплового расчёта кривая процесс расширения обычно за политропу с некоторым условным средним постоянным показателем n2, величина которого соответствует той же работе на линии расширения , что и при фактическом переменном показателе.

Значения n2 для дизельных автомобильных двигателей обычно лежат в пределах: 1,27-1,29;

Величина n2 снижается с увеличением быстроходности двигателя , с увеличением диаметра цилиндра и повышается с увеличением интенсивности охлаждения цилиндров. На основании этого принимаем n2=1.28

10. Коэффициент выделения тепла при сгорании x .

Величина коэффициента выделения (использования) тепла топлива зависит в основном от формы камеры сгорания двигателя, способа смесеобразования, коэффициента избытка воздуха, быстроходности двигателя, интенсивности охлаждения головки и цилиндра.

Величина x для дизельных двигателей обычно находится в пределах:

0,75-0,85. Повышение значений x достигается за счет сокращения потерь тепла в стенке, выбора рациональной камеры сгорания, оптимального значения коэффициента избытка воздуха. Принимаем x=0.85

11. Коэффициент скругления индикаторной диаграммы j .

Коэффициент скругления (полноты) индикаторной диаграммы учитывает отклонения действительного процесса от расчетного цикла вследствие наличия конечных скоростей сгорания, а также опережения зажигания и предварения выпуска.

Значения j для дизельных двигателей обычно колеблются в пределах : 0,92 – 0,95 ;

12. Отношение хода поршня к диаметру цилиндра m=S/D.

Отношение S/D значительно влияет как на показатели рабочего процесса, так и на его износостойкость.

Для современных автомобильных дизельных двигателей S/D лежит обычно в пределах : 0,9-1,2. Уменьшение величины S/D (большая короткоходность) двигателя способствует снижению массы и высоты двигателя, увеличению индикаторного к.п.д. и коэффициента наполнений, а так же снижению скорости поршня и износов деталей цилиндро- поршневых групп. Однако при уменьшении S/D возрастают газовые нагрузки на поршень и другие детали цилиндро- поршневых групп , ухудшается смесеобразование и увеличивается габаритная длинна двигателя . На основании этого принимаем S/D=1.1.