Выбор исходных данных к расчету энергетической установки: параметров окружающей среды, физико-химической характеристики топлива. Тепловой расчет параметров и показателей рабочего цикла двигателя. Расчет параметров кривошипно-шатунного механизма.
Давление и температура окружающей среды принимаем исходя из принятых нормальных физических условий и с учетом их отклонений в реальных условиях.
Р0= 0,103 МПА; Т0= 295 К.Жидкие моторные топлива, используемые для автомобильных двигателей внутреннего сгорания, представляют собой совокупность целого ряда углеводородных соединений. Его элементарный состав по массе можно представить как: C H OT=1кг где: С - содержание углерода; кг/кг топлива; Для расчета согласно варианта принимаем: содержание углерода С=0,848 кг/кг топлива;Свежий заряд при движении во впускной системе и цилиндре соприкасается с горячими стенками. Аналитическое определение DT осложняется отсутствием данных для определения коэффициента теплоотдачи и средней температуры поверхностей.Качество протекания процесса наполнения цилиндра во многом определяется параметрами выпуска отработавших газов: давлением на выпуске - Pr и температура отработавших газов - Tr. Температура отработавших газов Tr зависит от состава смеси, степени расширения и теплообмена при расширении и выпуске. При расчете коэффициентов остаточных газов и наполнения принимаем давление - Pr=(1,12-1,16)Ро.Значение параметров процесса сжатия определяется термодинамическими параметрами рабочей смеси в начале сжатия, степени сжатия и характера теплообмена, интенсивность и направление которого и должен отражать показатель политропы сжатия.Значение термодинамических параметров рабочего тела в процессе расширения также определяется на основе аналитических зависимостей политропного процесса с постоянным показателем n2.В конечном итоге учитывает совершенство организации процесса сгорания и эффективность использования теплоты с учетом типа двигателя, его быстроходности, условиями охлаждения и конструктивными особенностями камеры сгорания.Для двигателей с искровым зажиганием величина l определяется в процессе расчета.Расчет максимальных значений температуры и давления рабочего цикла в двигателях с искровым зажиганием, со сгоранием смеси и подводом теплоты при V=const, дает несколько завышенные значения, по сравнению с получаемыми при экспериментальных исследованиях.В качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания, используют бензин, дизельное топливо или газообразные топлива. Все другие значения исходных данных: ход поршня двигателя прототипа - Snn, отношение радиуса кривошипа к длине шатуна - l, отношение хода поршня к диаметру цилиндра Sп/Dц проектируемого двигателя, номинальная мощность - Ne КВТ, частота вращения n мин-1 и число цилиндров выбираем и заносим в таблицу исходных данных на основе технической характеристики двигателя прототипа и полученного задания на проектирование двигателя.Протекание газообмена в цилиндре двигателя включает удаление из цилиндра отработавших газов и наполнение его свежим зарядом. Задачей расчета процесса газообмена является определение следующих конечных его параметров. Для определения их значений в начале определим: плотность воздуха окружающей среды принимаем Wcm=87 м/с где Sпп - ход поршня для двигателя, рекомендуемого прототипа. Коэффициент остаточных газов - gr характеризует качество очистки цилиндра и содержание остаточных газов в рабочей смеси.Процесс сжатия смеси в двигателе происходит при движении поршня от HMT к ВМТ. Значения давления рс и температуры Тс в конце сжатия определяем из соотношения зависимостей термодинамических параметров для политропного процесса: (8) Для определения параметров термодинамического состояния рабочего тела после подвода теплоты в процессе сгорания необходимо определить состав, количество и физико-технические характеристики его составляющих. Определение выполняется в расчете на сгорание одного кг топлива. Отношение этого действительного количества воздуха lg к теоретически необходимому для обеспечения полного сгорания топлива l0, определяет состав рабочей смеси и оценивается коэффициентом избытка воздуха - a.Первая часть, выделившейся при сгорании, используется на повышение внутренней энергии и совершение работы. Вторая часть передается в стенки камеры сгорания, и днище поршня. Доля активной теплоты учитывается коэффициентом активного использования теплоты xz и практически приравнивается к максимальному значению коэффициента активного тепловыделения. Применительно к реальному циклу для двигателей с искровым зажиганием уравнение сгорания принимает вид: ;(28) где (MCV”) - средняя изохорная мольная теплоемкость газовой смеси с составом продуктов сгорания после окисления топлива: ;(29) где - средние мольные теплоемкости компонентов продуктов сгорания.Процесс расширения в рабочем цикле представляется как основной этап, где происходит превращение тепловой энергии в механическую работу. На его начальном участке 20...30оп.к.в. после ВМТ продолжается интенсивный процесс подвода теплоты. В то время, большая разность температурного состояния рабочего тела и окружающей среды совершает процесс в условиях расширения. Одновременно, с учетом больших скоростей движения газов и большой разности температур стенки цилиндропоршневой гру
План
Содержание
Исходные данные к расчету
1. Выбор исходных данных к тепловому расчету
1.1 Параметры окружающей среды
1.2 Элементарный состав, физико-химическая и техническая характеристика топлива
1.3 Подогрев заряда в процессе впуска
1.4 Параметры процесса выпуска и остаточных газов
1.5 Суммарный коэффициент сопротивления выпускной системы
