ВведениеТепловой расчет позволяет аналитически с достаточной степенью точности определить основные параметры вновь проектируемого или модернизируемого двигателя.Рабочий цикл рассчитывают для определения индикаторных, эффективных показателей работы двигателя и температурных условий работы деталей, основных размеров, а также выявления усилий, действующих на его детали, построения характеристик и решения ряда вопросов динамики двигателя.Результаты теплового расчета зависят от совершенства оценки ряда коэффициентов, используемых в расчете и учитывающих особенности проектируемого двигателя.В методической разработке рассмотрен пример расчета дизельного двигателя, пример построения индикаторной диаграммы и пример кинематического и динамического расчетов аналитическим методом. В примерах расчетов не учитывается до зарядки и продувки цилиндров.ЗаданиеПри выполнении расчета задаемся рядом параметров с учетом пределов их изменений, а также их значений для двигателей, принятых в качестве прототипов.Произвести тепловой расчет дизеля Д-240 для следующих условий:

Тип двигателя	Д-240
Мощность	Ne= 57 кВт
Частота вращения	n=2200 мин-1
Степень сжатия
Коэффициент избытка воздуха
Температура окружающего воздуха	T0 = 305 К
Температура остаточных газов
Коэффициент выделения теплоты
Давление окружающего воздуха	P0 = 0,115 МПа
Коэффициент тактности
Низшая удельная теплота сгорания топлива	=42500
Средний элементарный состав топлива	С=85,7% Н=13,3% О=1%

---

Состав топлива задается массовым или объемным содержанием основных элементов: углерода С, водорода Н, и кислород О. Нужно иметь ввиду, что в топливе присутствуют также сера S, азот N и элементы химических соединений в виде антидетонационных, противодымных и других присадок. Расчет ведут для условий сгорания 1 кг топлива.

1. 
   Тепловой расчет двигателя Д-240 (без турбонаддува)
   
   1. 
      Параметры рабочего тела
      

На основе химических реакций сгорания углерода и водорода рассчитывают теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива: , (1).Или , (2) ,где .Количество свежего воздуха: (3) ,-молекулярная масса паров топлива (для дизельных топлив . В связи с малым значением по сравнению с для упрощения его не принимают в расчет. -коэффициент избытка воздуха.Общее количество продуктов сгорания(при т.е. при полном сгорании топлива). (4) ,При сгорании в двигателях жидкого топлива всегда происходит приращение кмолей газа . Приращение числа кмолей газов происходит в следствии увеличение суммарного количества молекул при химических реакциях распада молекул топлива и образования новых молекул в результате сгорания водорода и участия в реакциях кислорода, содержащегося в топливе.

---

Химический коэффициент молекулярного изменения горючей смеси: (5) .1.2 Параметры окружающей среды и остаточные газыПринимаем атмосферные условия: для дизелей без наддува р_к=р₀=0,115 МПа.Для автотракторных двигателей без наддува и с наддувом при выпуске в атмосферу давление остаточных газов: (6) МПа.1.3 Процесс впускаПринимаем температуру подогрева свежего заряда ( варьируется в пределах 10- 40 . Плотность заряда на впуске: (7) ,где R_B- газовая постоянная Дж/кг·К,Т_к – температура остаточных газов (Т_к=Т_о=305 К). Принимаем . Тогда потери давления на впуске в двигатель: (8) ,где - коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемой сечении цилиндра, коэффициент сопротивления впускной системы, отнесенный к наиболее узкому ее сечению, средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы (как правило, в клапане или продувочных окнах).По опытным данным, в современных автотракторных двигателях на номинальном режиме Сопротивление впускной системы зависит от многих факторов, в том числе от длины трубопроводов и их сечения, наличия во впускной системе колен, их радиуса и числа, от шероховатостей стенок трубопроводов, сопротивлений при просасывании заряда через воздухоочиститель, клапаны. С увеличением частоты вращения вала двигателя аэродинамические сопротивления увеличиваются.

---

Давление в конце впуска: (9) .Коэффициент остаточных газов: (10).Температура в конце впуска: (11).Коэффициент наполнения: (12) .1.4 Процесс сжатияС учетом характерных знаний показателя политропы сжатия для заданных параметров двигателя принимаем .По опытным данным для дизелей без наддува .Давление в конце сжатия: (14) .Температура в конце сжатия: (15) .Средняя молярная теплоемкость заряда (воздуха) в конце сжатия: (16).Число молей остаточных газов: (17) .Число молей газов в конце сжатия до сгорания: (18).1.5 Процесс сгоранияСредняя молярная теплоемкость продуктов сгорания в дизеле: (19).Число молей газов после сгорания: (20).Расчетный коэффициент молярного изменения:

---

(21).Принимаем коэффициент использования теплоты ????=0,89. Тогда количество теплоты, передаваемой газом во время впрыска при сгорании 1 кг топлива: (21) .На значение коэффициента использования теплоты ????влияют конструктивные параметры, режимы работы и регулировки двигателя. Чем совершеннее процесс смесеобразования и выше скорость распространения фронта пламени, тем выше ????. Снижение ???? обусловливается рядом факторов: обеднение или обогащения смеси- из-за снижения скорости сгорания; поздний угол впрыска топлива и увеличение частоты вращения – из-за возрастания догорания на такте расширения. Повышение степени сжатия и выбор рациональной формы камеры сгорания с возможно меньшим отношением поверхности к ее объему обуславливается повышением ????.Значение коэффициента использования теплоты ????варьируется для дизелей в пределах 0,7-0,9.Давление в конце сгорания: (23).Для дизелей с неразделенными камерами сгорания и объемным смесеобразование для дизелей с разделенными камерами сгорания (вихрекамерных и предкамерных), а также для дизелей с неразделенными камерами и пленочным смесеобразованием для дизелей с наддувом определяют допустимыми значениями температуры и давления в конце видимого процесса сгорания. Температуру в конце сгорания определяют из уравнения сгорания: (23)=.Решаем уравнение относительно 0,0026T_z²+21,71T_z-76498=0 1266,9T_z1,2=

---

Смотрите также файлы

• Из чего получается хлеб.docx

• Понимание вопроса о местонахождении предметов Где на картинках.docx

• Практическая работа к теме Страна патриотизм.docx

• Гормон биологически активные вещества, продукты желёз внутренней секреции.pptx

• Учебник История Древнего мира.docx