Процесс сгорания

3.4 Процесс сгорания

двигатель модернизация тепловой расчет

3.4.1 Уравнение процесса сгорания в карбюраторном двигателе имеет вид:

,

где H_u’ - низшая теплота сгорания, для КБД - в кДж/кг, с учетом химической полноты сгорания при a < 1.

m_{д -} действительный коэффициент молекулярного изменения свежей смеси:

.

mс_vmz - средняя мольная изохорная теплоемкость продуктов сгорания в точке z индикаторной диаграммы.

После подстановки вышеприведенных величин в уравнение сгорания:

.

Решая это уравнение, находим температуру tz в точке z:

3.4.2 Степень повышения давления в КБД

3.4.3 Теоретическое давление в конце сгорания, МПа

3.4.4 Давление в действительном цикле в конце сгорания, МПа

3.5 Процесс расширения

3.5.1 Давление в конце процесса расширения, МПа

Для карбюраторных двигателей давление в конце расширения Р_в= (0,35¸0,5) Мпа.

3.5.2 Температура в конце расширения, К

K

Для карбюраторных двигателей Т_в= (1200¸1500) К.

3.6 Индикаторные показатели цикла

3.6.1 Среднее индикаторное давление, МПа

Для карбюраторных двигателей Р_i= (0,8¸1,2) МПа.

3.6.2 Индикаторный КПД для двигателей, работающих на жидком нефтяном топливе

3.6.3 Удельный индикаторный расход жидкого топлива, г/ (кВт×ч)

.

3.7 Эффективные показатели двигателя

3.7.1 Среднее давление механических потерь

где Ам и Вм - опытные коэффициенты

Ам = 0.034 Вм = 0.0133,

Сп - средняя скорость поршня, м/с

.

3.7.2 Среднее эффективное давление, МПа

 МПа

3.7.3 Механический КПД

.

Примем =0,82

3.7.4 Эффективный КПД

.

3.7.5 Удельный расход жидкого топлива, г/ (кВт×ч)

.

3.7.6 Эффективная мощность, кВт

где t=4 - коэффициент тактности для четырехтактных двигателей.

3.7.7 Крутящий момент, Н×м

3.7.8 Расход топлива, кг/ч

.

3.7.9 Средняя скорость поршня, м/с

3.8 Построение индикаторной диаграммы

3.8.1 Объем цилиндра, л

3.8.2 Объем камеры сжатия, л

3.8.3 Полный объем цилиндра, л

3.8.4 Промежуточные значения давлений определяем по формулам: на линии сжатия  на линии расширения

где V_z=V_c для карбюраторного двигателя. Результаты расчета промежуточных значений заносим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Расчет промежуточных значений давлений для построения индикаторной диаграммы

		)	pci			ppi
0,057	5,302	9,828	0,876	0,530	0,455	3,838
0,075	4,029	6,748	0,601	0,403	0,324	2,731
0,100	3,022	4,550	0,405	0,302	0,227	1,912
0,175	1,727	2,114	0,188	0,173	0,113	0,955
0,250	1, 209	1,297	0,116	0,121	0,073	0,614
0,303	1,001	1,001	0,089	0,100	0,058	0,485

3.8.5 Выбор масштабов

Масштаб объема m_v = 0,002 л/мм.

Масштаб давления m_p = 0,0377 МПа/мм.

3.8.6 Построение диаграммы

По результатам таблицы 3.1 строим индикаторную диаграмму. Расчетную индикаторную диаграмму скругляем, так как в реальном двигателе за счет опережения зажигания рабочая смесь воспламеняется до прихода поршня в в. м. т. и повышает давление конца процесса сжатия; процесс видимого сгорания происходит при постоянно изменяющемся объеме; действительное давление конца процесса видимого сгорания Р_zд=6,743 МПа. Открытие впускного клапана до прихода поршня в н. м. т. снижает давление в конце расширения и имеет место процесс выпуска и наполнения цилиндра.

Положение точки с’ определяем в зависимости от начала подачи топлива. Впускной клапан открывается за 12° до в. м. т. Положение точки с’’ ориентировочно определяем по выражению:

Положение точки в определяется углом предварения выпуска. Выпускной клапан открывается за 54° до н. м. т.

3.8.7 По индикаторной диаграмме для проверки теплового расчета определяется среднее индикаторное давление, МПа:

3.8.8 Определяем погрешность построения

что меньше допустимой погрешности d=3%.

Заключение

В результате произведенного расчета получены следующие результаты:

-  мощность максимальная при частоте вращения

коленчатого вала 5600 мин^-1, кВт……………………………..45,96

-  крутящий момент при частоте вращения

коленчатого вала 5600 мин^-1, Н×м……………………………..78,42

-  среднее индикаторное давление, Мпа…………………1,105

-  удельный индикаторный расход топлива, г/ (кВт×ч) …294

-  литровая мощность, кВт/л……………………………..42,24

Таким образом после произведенных расчетов получено увеличение эффективной мощности разрабатываемого двигателя на 22,34% от мощности прототипа. По результатам расчета построена индикаторная диаграмма.

Использованная литература

1.  Автомобильные двигатели / под ред. М.С. Ховака, - М.: Машиностроение, 1977.

2.  Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей. - М.: Высшая школа, 1980.

3.  Краткий автомобильный справочник НИИАТ. - М.: Транспорт, 1982.

4.  Тимченко И.И., Жадан П.В. Методические указания к выполнению теплового расчета двигателя в контрольной работе, курсовых и дипломных проектах студентов специальностей 15.04, 15.05 и 24.01. - Харьков: ХАДИ, 1990.

Приложение