Пояснения и задания к выполнению II части курсовой работы «Тепловой расчёт поршневого дизельного двигателя внутреннего сгорания». Общие сведения.

Поршневым двигателем внутреннего сгорания (ДВС) называется тепловая машина, в рабочем цилиндре которой происходит сжигание топлива и преобразование теплоты в работу.

На рис.1 представлены схема и индикаторная диаграмма четырёхтактного дизельного двигателя. В этой машине топливо попадает в среду предварительно сжатого в цилиндре воздуха, нагретого в процессе сжатия до температуры, превышающей температуру воспламенения топлива. Подача топлива в цилиндр дизеля, последующее распыливание и частичное распределение по объёму камеры сгорания производится топливоподающей аппаратурой: насосом и форсункой. Топливо сгорает по мере ввода его в цилиндр сначала при V=const , а затем при P = const.

Индикаторная диаграмма изображает графическую зависимость давления в цилиндре от объёма, занятого газом ( или от положения поршня ) и анализирует рабочий цикл в ДВС (записывается при работе ДВС присоединённым к нему специальным прибором - динамометрическим индикатором).

На диаграмме:

r→a - процесс наполнения цилиндров свежим зарядом- воздухом ;

a→c - сжатие воздуха;

с→с^’→z^’→z - сгорание топлива;

z→b - расширение продуктов сгорания;

b→r - выпуск отработавших продуктов сгорания.

Основные параметры, характеризующие рабочие процессы двс:

• - коэффициент наполнения, представляющий собой отношение количества киломолей свежего заряда M₁, заполнившего цилиндр после завершения газообмена, к тому количеству киломолей свежего заряда М_Т, которое теоретически могло бы заполнить рабочий объём цилиндра V_h.

• -коэффициент остаточных газов, представляющий собой отношение количества киломолей остаточных газов M_r к количеству киломолей свежего заряда M₁, заполнившего цилиндр после процесса впуска.

• - коэффициент избытка воздуха, численно равный отношению действительного количества воздуха V_д , подаваемого для организации процесса горения, к теоретически необходимому количеству V⁰ ( значение этой величины зависит от вида топлива и способа его сжигания ). V_л - литраж двигателя - сумма рабочих объёмов всех цилиндров двигателя в литрах.

Технико-экономические показатели двс.

Индикаторные показатели - (P_i, N_i, η_i, g_i) величины, характеризующие работу, совершаемую газами в цилиндре двигателя:

• Р_i - среднее индикаторное давление - давление, численно равное такому условному постоянному по значению избыточному давлению, которое, действуя на поршень, совершает за один его ход работу, равную работе газов в цилиндре за один цикл;

• N_i - индикаторная мощность двигателя - мощность, развиваемая внутри цилиндра;

• η_i - индикаторный К.П.Д. - отношение количества теплоты Q_i, эквивалентного индикаторной работе, ко всему количеству теплоты Q, введённому в двигатель с топливом;

• - удельный индикаторный расход топлива - количество топлива В_Т, расходуемое в двигателе на единицу индикаторной мощности N_i.

Эффективные показатели - (P_e, N_e, η_e, g_e) величины, характеризующие работу двигателя, снимаемую с его вала и полезно используемую. Во имя получения этой работы собственно и строят двигатели внутреннего сгорания:

• Р_е - среднее эффективное давление - это условное постоянное давление в цилиндрах, при котором работа, произведённая в них за один такт, равна эффективной работе;

• N_e - эффективная мощность - мощность, отдаваемая потребителю и составляющая часть индикаторной мощности N_e = N_i -N_мех, где N_мех - мощность, расходуемая на механические потери;

• - эффективный К.П.Д. - отношение количества теплоты, эквивалентного полезной работе, к количеству теплоты, затраченному на получение этой работы;

• - низшая теплота сгорания топлива - это количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании единицы массы топлива при условии, что влага, содержащаяся в продуктах сгорания, находится в парообразном состоянии;

• - удельный эффективный расход топлива - количество топлива В_Т, расходуемое в двигателе на единицу эффективной мощности.