1. Выбор типа и основных параметров двигателя

1. Выбор типа двигателя

В соответствии с данными варианта для расчета задан двигатель внутреннего сгорания эффективной мощностью 130 кВт, тракторный двигатель.

Для трактора я выбрал дизельный двигатель. Потому что КПД дизельного двигателя выше, чем у карбюраторного, дизельное топливо более дешевле, чем бензин. Для дизельного двигателя можно применять топливо с широким диапазоном фрикционного состава, у дизелей неограниченная агрегатная мощность, токсичность выхлопных газов намного меньше и выше долговечность. Я выбрал дизельный двигатель и потому, что единица энергии, вырабатываемое дизельными двигателями в 2 раза дешевле, чем в карбюраторных двигателях. Себестоимость мощности в дизелях получается в 2 раза меньше.

Хотя у дизельного двигателя больше себестоимость, металлообъемность, дымность выхлопных газов и сложнее по конструкции.

2. Обоснование принимаемого способа смесеобразования

Принимаю полуразделенную камеру сгорания ЦНИДИ, тип смесеобразования объёмно-плёночный (рис. 1).

При объемном смесеобразовании все топливо впрыскивается в объем камеры сгорания, при этом снижаются затраты на изготовление и обслуживания топливной системы (форсунок и насоса высокого давления).

Так при камере ЦНИДИ (на объем в поршне приходится более 78…84% объема камеры сгорания) отверстия распылителя ориентируются так, что значительная часть вырабатываемого топлива под малым углом попадает на стенки камеры и организованное движение воздуха так же «размазывается» на поверхности. Часть топлива оказывается впрыснутой в

объем камеры сгорания.

В камере ЦНИДИ примерно 35-40% цикловой подачи топлива подаётся на стенку или в пристеночный слой. Следует отметить более мягкую динамику процесса сгорания и снижение износа деталей цилиндро-поршневой группы дизелей.

Как и при пленочном смесеобразовании, воспламеняется топливо, впрыснутое в объем камеры. В результате обеспечивается сравнительно малая жесткость процесса сгорания – (dp/dα)max=0.7 МПа/град; Рz=6…9 МПа. В двигателях с такими камерами расход топлива примерно на 6% ниже чем в предкамерных.

Недостатком этих двигателей является сравнительная низкая термостойкость острых кромок камеры и высокая чувствительность к показателям работы топливной аппаратуры, определяющим качество образования топливной пленки.

Рисунок 1.1 Схема камеры сгорания ЦНИДИ .

1.3 Выбор формы коленчатого вала

Шестицилиндровый двигатель. Учитывая будущие размеры двигателя, расположение цилиндров однорядное. Порядок работы двигателя: 1-5-3-6-2-4. Промежутки между вспышками равны 120^о.

2 Тепловой расчет двигателя

Находим цикловую подачу топлива:

(2.1)

где n и i – частота вращения коленчатого вала (мин^-1) и число цилиндров двигателя; n=2100 мин^-1 и i=6

q_e - эффективный расход топлива, г/(кВт ч); q_e=250 г/(кВт ч);

- коэффициент тактности двигателя, =0,5 - четырехтактный;

N_e – эффективная мощность двигателя; N_e=100 кВт;

ρ_T – плотность топлива, г/мм³; ρ_T=0,85 г/мм³

мм³/цикл;

Вычисляем плотность заряда на впуске:

кг/м³; (2.2)

где p_н – давление наддува, МПа; p₀=0,1МПа

R_в – газовая постоянная воздуха, Дж/(кг К); R_в=287 Дж/(кг К)

кг/м³;

Находим необходимый объем воздуха:

(2.4)

где =14,5 кг воздуха требуется для сгорания 1 кг топлива

– коэффициент избытка воздуха, =1,65

м³

Определяем ориентировочные значения диаметра и хода поршня:

, м (2.5)

и , м (2.6)

где η_v – коэффициент наполнения цилиндра свежим зарядом

η_v =(0.8…0.94) в двигателях без наддува [стр.70 /2/]

к=0.8 – коэффициент короткоходности [стр.172/1/]

[м]

Ориентировочное значение хода поршня, м:

, [м]

[м]