Расчет газообмена двухтактного двигателя.

Санкт-Петербургский государственный технический университет

Кафедра двигателей внутреннего сгорания

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Расчет газообмена двухтактного двигателя

Выполнил: студент гр. 4031/2                                                       Полоротов Ю.В.

Руководитель                                                                                  Костин А.И.

«___» _____________2009 г.

Санкт-Петербург

2009

ВВЕДЕНИЕ

Качество процессов газообмена в значительной степени определяет экономические и мощностные показатели двухтактных двигателей и, кроме того, оказывает большое влияние на надежность и долговечность их работы.

Процессы в цилиндре и смежных с ним системах во время газообмена являются трехмерными, сопровождаются теплообменом, диссипацией энергии и имеют ярко выраженный нестационарный характер. Аналитическое решение уравнений, описывающих подобные течения, представляет значительные трудности. В связи с этим весьма важно иметь достаточно надежный метод расчета схематизированной модели процессов газообмена, по результатам которого можно было бы давать обоснованные рекомендации по выбору конструктивных соотношений органов газораспределения и по оценке основных параметров процесса газообмена. Этот приближенный метод основывается на следующих допущениях: течение газов в смежных с цилиндром системах предполагается одномерным и установившимся, потери на трение и теплообмен с окружающей средой отсутствуют, давления в продувочном ресивере и выпускном коллекторе постоянны по времени и объему.

Целью расчета является определение сечений и время-сечений органов газораспределения, обеспечивающих своевременное и полное удаление продуктов сгорания и поступление в цилиндр требуемого количества свежего заряда.

К впускным окнам предъявляются следующие требования:

1.   Время - сечение окон должно обеспечивать поступление в цилиндр необходимого количества воздуха для продувки и наполнения.

2.   Форма окон должна обуславливать такое направление воздушного потока в цилиндре, которое обеспечивало бы хорошее качество газообмена и необходимую для процесса смесеобразования интенсивность завихрения.

3.   Размеры выпускных окон и фазы их открытия должны быть выбраны такие, чтобы при достаточно большом время - сечении предотвратить возможность значительного заброса продуктов сгорания в продувочный ресивер, а также задержку поступления продувочного воздуха в цилиндр.

4.   Площадь открытия окон по углу поворота коленчатого вала в начальный момент должна увеличиваться по возможности быстро, с тем, чтобы можно было реализовать повышенные перепады давлений между продувочным ресивером и цилиндром.

Выпускные органы должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1.  Время – сечение выпускных органов должно обеспечивать полное удаление из цилиндра продуктов сгорания. При этом следует учитывать, что уменьшение время – сечения предварения выпуска для увеличения полезного хода поршня может привести к повышенным давлениям в цилиндре в начале открытия выпускных органов.

2.  Необходимо резкое увеличение площади проходного сечения открытых выпускных органов в начале их открытия.

1. ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ГАЗООБМЕНА

Исходные данные

Диаметр/ход поршня

D/S = 52 /65

Отношение размеров кривошипа к длине шатуна

λ = 0.25

Частота вращения

n = 330 мин^-1

Давление на впуске

p_k = 0.16 МПа

Давление в выпускном трубопроводе

p_p = 0.14 МПа

Давление в цилиндре в начале открытия выпускных органов

p_b = 0.65 МПа

Температура в начале выпуска

T_b = 900 К

Тип продувки – петлевая

Действительная степень сжатия

ε = 14

Коэффициент избытка продувочного воздуха

φ_k = 1.25

Условия окружающей среды

P0 = 0.1013

T₀ = 288 K

Адиабатический КПД компрессора

ηад = 0.6

Понижение температуры сжатого воздуха в промежуточном холодильнике

ΔTк = 40 К

Показатель адиабаты сжатия

k = 1.4

Подогрев воздуха от стенок цилиндра ΔT = 15 К

Коэффициенты расхода

μ = 0,70

μп = 0,75

νв = 0,3

Температура продувочного воздуха:

где π = p_k/p₀ – степень повышения давления в компрессоре.

Средняя температура газов в выпускном коллекторе:

Среднее давление в цилиндре р_ц в начале принудительного выпуска и в течение наполнения: