Тепловой
расчёт двигателя
1 Исходные данные
Двигатель КамАЗ-740.11, 4-х тактный, 8-ми цилиндровый, V-образный, с турбонаддувом.
Частота вращения
коленчатого вала n=1500
мин
.
Степень сжатия
=16,5.
Давление атмосферного
воздуха
.
Давление надувного
воздуха
.
Расчетная эффективная
мощность N
=134кВт.
Коэффициент избытка
воздуха
=1,60
Дизельное топливо
ЅЛЅ. ГОСТ 305-82. Средний элементарный
состав топлива: С=85,7%, Н=13,3%, О=1%. Низшая
расчётная теплота сгорания топлива
Q
=42500кДж/кг.
2 Параметры рабочего тела
Определяем теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива
или
;
;
.
Определяем количество свежего заряда и продуктов сгорания
;
;
;
.
-
Параметры окружающей среды и остаточные газы
Принимаем атмосферные
условия:
,
.
Принимаем давление
надувного воздуха:
Принимаем показатель
политропы сжатия в компрессоре
.
Определяем температуру воздуха за компрессором
;
.
Определяем давление и температуру остаточных газов
;
;
.
4 Процесс впуска
Принимаем температуру
подогрева свежего заряда
.
Определяем плотность заряда на впуске
,
где
- удельная газовая постоянная для
воздуха.
.
В соответствии со
скоростным режимом работы двигателя и
качеством обработки внутренней
поверхности принимаем коэффициент
,
а скорость движения заряда
.
Определяем потери давления на впуске в двигатель
;
.
Определяем давление в конце впуска
;
.
Определяем коэффициент остаточных газов
;
.
Определяем температуру в конце впуска
;
.
Определяем коэффициент наполнения
;
.
5 Процесс сжатия
Определяем показатель
адиабаты сжатия
в функции
и
по номограмме.
Определяем показатель
политропы сжатия
в зависимости от
=1,351
,который устанавливается в пределах
.
.
Определяем давление в конце сжатия
;
.
Определяем температуру в конце сжатия
;
.
Определяем среднюю молярную теплоёмкость заряда воздуха в конце сжатия (без учёта влияния остаточных газов)
;
.
Определяем число молей остаточных газов
;
.
Определяем число молей газов в конце сжатия
;
.
6 Процесс сгорания
Определяем среднюю молярную теплоёмкость продуктов сгорания в дизеле при постоянном давлении
,
;
.
Определяем число молей газов после сгорания
;
.
Определяем расчётный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси
;
.
Принимаем коэффициент
использования теплоты
.
Тогда количество теплоты, передаваемое
газом на участке
индикаторной диаграммы при сгорании
топлива,
определится как
;
.
Принимаем степень
повышения давления
.
Температуру в конце сгорания определяют из уравнения сгорания
.
Подставляем имеющиеся
значения величин, решаем полученное
квадратное уравнение относительно
и находим его значение,
.
;
;
=2383,8
.
Определяем давление в конце процесс сгорания
;
.
Определяем степень предварительного расширения
;
7 Процесс расширения
Определяем степень последующего расширения
;
.
Показатель политропы
расширения
для дизеля определяем по номограмме,
учитывая что его значение незначительно
отличается от значения показателя
адиабаты расширения
.
.
Определение показателя
политропы расширения производим
следующим образом. По имеющимся значениям
и
определяем точку пересечения. Через
полученную точку проводим горизонталь
до пересечения с вертикалью, опущенной
из точки
,
получая какое-то значение
.
Далее двигаемся по этой кривой
до пересечения с вертикалью, опущенной
из заданного значения
.
Ордината точки пересечения даёт искомое
значение
.
Определяем давление процесса расширения
;
.
Определяем температуру процесса расширения
;
.
Проверяем правильность
ранее принятого значения температуры
остаточных газов (погрешность вычислений
не должна превышать 5%).
;
.
,
где
- принятая ранее температура остаточных
газов.
.