Проектирование двигателей внутреннего сгорания начинается с расчета рабочего цикла. Этот расчет во многом определяет конструктивное исполнение узлов, непосредственно влияющих на рабочий процесс. Рассчитываемый рабочий процесс должен соответствовать типу и назначению двигателя, условиям его эксплуатации, обеспечивать определенную мощность двигателя при заданных параметрах. На этапе проектирования двигателя результаты теплового расчета используются при расчете деталей на прочность и оценке тепловой напряженности деталей камеры сгорания. Расчет рабочего процесса проводится для номинального режима работы двигателя. По результатам теплового расчета можно построить индикаторную диаграмму. Тепловой расчет является исходными данными для проведения динамического расчета КШМ. Высокие технические и экономические показатели проектируемого двигателя могут быть получены только в том случае, если выбранные исходные данные соответствуют назначению и типу двигателя, типу применяемого топлива, лучшим образцам мирового двигателестроения. Тепловой расчет проводится при широком использовании экспериментального материала и опытных данных, полученных при создании и эксплуатации двигателей подобного типа. Таким образом, большое значение имеет правильный выбор исходных параметров.
Основные параметры:
расположение и число цилиндров – рядное, 5 – цилиндровое; Ne=140 кВт; n=6000 об/мин; D/S=8,1/7,7
2.1. Выбор данных для расчета рабочего процесса
Диаметр цилиндра: D=0,081 м.
Ход поршня: S=0,077 м.
Степень сжатия - отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия: ε=9,5.
Число цилиндров: i=5 (рядное расположение).
Частота вращения КВ: n=6000 об./мин.
Выбранные данные:
Отношение λ=R/L=0,26.
Дезаксаж = 0 мм - ось цилиндра пересекается с продольной осью коленчатого вала.
Механический КПД: ηм=0,77 – выбран из диапазона механического КПД для бензиновых двигателей с наддувом.
Коэффициент избытка воздуха для данного двигателя: α=0,96.
Параметры динамики тепловыделения рассчитываются по характеристике И.И. Вибе: условная длительность сгорания – 85 град п.к.в.; показатель характера сгорания – 1,8; угол начала сгорания – -18 град п.к.в.; максимальная доля выгорания топлива – 0,95;
Давление на впуске после турбокомпрессора: Pk=1,6 Бар.
Температура рабочего тела в конце впуска: Tk=331 K.
Способ задания проходного сечения клапанов: максимальной площадью и скоростью достижения максимальных значений.
У прототипа 4 клапана на цилиндр: dкл вп=2,4см; dкл вып=2,2см; h=0,81 см; угол скоса кромок a=450; m=0,5; Ki=2.
Условные максимальные площади:
FM(1)=p×dклhmax×cosa×Ki ×m=4,4 см
FM(2)=p×dклhmax×cosa×Ki ×m=4 см
Углы достижения максимальных значений FIM(1)(2)=600.
Температуры стенок: поршня 523 K, гильзы 383 K, крышки 503 K.
Данные по топливу:
Средний элементарный химический состав топлива в весовых долях для бензинового топлива: углерод С=0,855; водород H=0,145; кислород O=0.
Примеси: сера S=0,05; азот N=0,01; вода H2O=0.
Низшая теплотворная способность принятого выше элементарного состава бензина составляет 43,91 МДж/кг.
Молекулярная масса дизельного топлива 115 кг/моль.
Фазы газораспределения:
угол открытия впускного клапана = 3350 п.к.в.;
угол закрытия впускного клапана = 5700 п.к.в.;
угол открытия выпускного клапана = 1100 п.к.в.;
угол закрытия выпускного клапана = 4400 п.к.в.
Расчет рабочего процесса выполнен с помощью программы Rp 2000.
2.2 Результаты предварительного расчета рабочего процесса
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РАБОЧЕГО ЦИКЛА ДВС НА БАЗЕ "РАЗОМКНУТОЙ" СХЕМЫ СИСТЕМЫ РЕСИВЕР - ЦИЛИНДР - КОЛЛЕКТОР
*** 5 Ч 8.1/7.7 ***
S = 77.0 D = 81.0 [мм]; Epsг = 9.5; Lam = .260; Ex = .000
Epsд = 9.1 Режим:
Pk = 1.60 [Бар] , Tk = 331.0 [K] N = 6000 [1/мин]
Pr = 1.44 [Бар] , Tr = 1100.0 [К] Gt = 7.50 [кг/ч]
Vh = .397 [дм^3], Dros = 1.000 Cm = 15.40 [м/с]
dTk = 9.37 [К]
Температуры стенок камеры, [К] :
поршня TP = 523.0 гильзы TG = 383.0 крышки TK = 503.0
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.