1 Загальна характеристика двигуна, що проектується

1.1 Загальний опис двигуна

Згідно завданню, мені виданий бензиновий двигун з безпосереднім впорскуванням, з турбонадувом, кількістю циліндрів – 6, положенням циліндрів – рядне, ступінь стиску – 11; номінальною потужністю – 120 кВт, частотою обертання колінчатого валу – 4000 об/хв, π=1,7.

2 Тепловий розрахунок двигуна внутрішнього згорання

2.1 Визначення параметрів робочого тіла

За формулою Мендєлєєва, визначаємо нижчу теплоту згоряння палива , :

,

де ,,,, - масові частки вуглецю, водню, кисню, сірки й вологи в 1 кг палива,приймаємо, що ,,=0.

Hu = 33,91 0,855+125,60,145-10,89(0- 0)-2,51(90,145+0) =43,93 МДж/кг

Кількість повітря, теоретично необхідне для згоряння 1 кг рідкого палива , , і , :

,;

= ;

, ;

L= кмоль/кг

Задаємося коефіцієнтом надлишку повітря, який лежить в межах ,

приймаємо

Кількість горючої суміші , :

M₁ = ·L₀ + 1/;

M₁ = 0,97·0,517 + = 0,51 кмоль/кг.

Т

еплота згоряння горючої суміші для рідких палив , :

,

H_{пал.сум.} = =86,13 МДж/кмоль

Якщо  < 1, то втрата тепла H_U, МДж/кг, через неповне згоряння складе:

H_U = 119,95·(1 - )·L₀.

H_U = 119,95·(1 – 0,97)·0,517=1,86 МДж/кг

При неповному згорянні палива ( < 1):

де K – постійна для бензина: K = 0,45÷0,50. Приймемо К =0,47

M=0,0044 кмоль/кг

M=0,0669 кмоль/кг

M=0,00206 кмоль/кг

M=0,07044 кмоль/кг

M=0,397 кмоль/кг

Тоді, загальна кількість продуктів згоряння:

Зміна кількості молей при згорянні , :

,,

M = M₂ - M₁

M=0,5408-0,51=0,03 кмоль/кг

Відносна зміна об'єму суміші, :

₀ = M₂/M₁

=

=(1,04….1,1)

2.2 Розрахунок процесів газообміну

Визначаємо температуру й тиск за компресором:

,

,

, .

де π_к – ступінь підвищення тиску: 1,7;

показник політропи тиску компресора для об'ємних (гвинтових і ін.) нагнітачів n = 1,55÷1,75, приймаємо п=1,6.

Тиск залишкових газів у циліндрі , , приймаємо у діапазоні: ;

Приймаємо: .

Температуру залишкових газів ,, знаходиться в інтервалі

Т_r = 900÷1100 К

Приймаємо: .

Варто враховувати, що з ростом ступеня стиску температура залишкових газів звичайно знижується.

Тиск наприкінці впуску , , обчислюється за вираженням:

, ,

де – втрати тиску на впуску.

.

Величина підігріву свіжого заряду , , залежить від довжини впускного такту і якості обробки його внутрішньої поверхні, для розрахунків приймаємо у наступних діапазонах:

;

Приймаємо:

Коефіцієнт залишкових газів визначають за вираженням:

,

де .

– середні значення коефіцієнтів відповідно очищення циліндра й дозарядки його свіжою сумішшю на номінальному режимі роботи:

Чисельні значення для двигуна який проектуємо, вірне, тому що з підвищенням тиску наддуву він зменьшується.

Дійсний коефіцієнт молекулярної зміни робочої суміші :

;

Дійсне значення теплоти згоряння робочої суміші , :

,;

.

Температура наприкінці впуску , , з огляду на наявність у циліндрі залишкових газів:

;

.

Чисельні значення , входить в межи : .

Щільність заряду на впуску , :

,;

де – газова постійна для повітря.

.

Визначаємо коефіцієнт наповнення циліндрів :

Чисельне значення , входить в межи коефіцієнта: .