В процессе теплового расчета должны быть определены параметры состояния рабочего тела, соответствующие характерным точкам цикла, индикаторные и эффективные показатели двигателя, диаметр и ход поршня; построены индикаторная диаграмма и скоростная характеристика двигателя,
Тепловой расчет производится для режима максимальной мощности карбюраторного двигателя, работающего с ограничителем.
Последовательность выполнения теплового расчета:
• выбор и обоснование исходных данных к расчету;
• определение параметров состояния рабочего тела;
• определение индикаторных и эффективных показателей двигателя;
• определение диаметра и хода поршня;
• построение индикаторной диаграммы и скоростной характеристики двигателя.
Выбор и обоснование исходных данных к тепловому расчету
В расчетно-пояснительной записке должны быть выбраны и обоснованы: давление рг и температура Тг остаточных газов; подогрев свежего заряда ∆Т, коэффициент избытка воздуха α;. сорт и марка топлива, его элементарный состав и теплотворность; средние показатели политроп сжатия и расширения n1 и n2; степень повышения давления λ (только для дизелей); коэффициент использования тепла ξ; коэффициент округления индикаторной диаграммы.
Давление и температура остаточных газов
Давление остаточных газов рг, в основном зависит от числа расположения клапанов и их размеров, сопротивления выпускного тракта, быстроходности двигателя, системы охлаждения и других факторов и для автомобильных двигателей находится в пределах:
• для карбюраторных двигателей рг=(1,05 . 1,15)*ро, где
ро = 0,101 Мпа – атмосферное давление
рг = 1,09*0,101 = 0,110 МПа.
Температура остаточных газов Тг зависит от типа двигателя, степени сжатия, частоты вращения, коэффициента избытка воздуха, степени догорания топлива в процессе расширения, нагрузки и для выполненных конструкций двигателей имеет значения:
• в карбюраторных двигателях Тг = 900 .1100 К.
Принимаем Тг = 1000 К
С увеличением степени сжатия эта температура снижается, а при увеличении частоты вращения она возрастает. На температуру остаточных газов влияет также состав смеси. С увеличением коэффициента избытка воздуха температура Тг снижается.
Подогрев свежего заряда
Величина подогрева свежего заряда ∆T зависит от расположения и конструкции впускного трубопровода, системы охлаждения двигателя и охлаждения впускного трубопровода, быстроходности двигателя, наддува и других факторов. В существующих конструкциях двигателей подогрев составляет:
• карбюраторные двигатели ∆Т = 0 . 20 К Принимаем ∆Т = 10 К
Как правило, V - образные двигатели по сравнению с рядными имеют меньший подогрев заряда.
Коэффициент избытка воздуха
Применяемое для расчета значение коэффициента избытка воздуха в основном определяется типом двигателя и способом смесеобразования и при номинальной мощности двигателя находится в пределах:
• для четырехтактных карбюраторных двигателей α = 0,85 . 0,9.
Принимаем α = 0,87
При этом, чем больше частота вращения двигателя и чем больше средняя скорость поршня, тем меньше может быть принято значение для данного типа двигателя.
Топливо
Для автомобильных двигателей принимаются автомобильные бензины (ГОСТ 2084-77)
Таблица 1 Элементарный состав и теплота сгорания топлива
Топливо |
Содержание в массовых долях |
Молекулярная масса топлива μт, кг/Кмоль |
Низшая теплота сгорания Qн, кДж/кг | ||
С |
Н |
О | |||
Автомобильный бензин |
0,855 |
0,145 |
- |
110…120 |
44000 |
Показатели политроп сжатия и расширения
Средний показатель политропы сжатия n1 зависит от частоты вращения вала двигателя, степени сжатия, формы камеры сгорания, размеров цилиндра, материала поршня и головки цилиндров, теплообмена и других факторов
Для современных двигателей средний показатель политропы сжатия находится в пределах:
• для карбюраторных двигателей n1 = l,34 .1,39.
Принимаем n1 = l,38
При выборе n1, следует иметь в виду, что с увеличением частоты вращения двигателя показатель политропы увеличивается.
Средний показатель политропы расширения n2 зависит от степени догорания топлива, интенсивности отвода тепла в процессе расширения, утечек через неплотности и находится в пределах:
• для карбюраторных двигателей n2=1,24 .1,30.
Принимаем n2 = l,24
Коэффициент использования тепла
Коэффициент использования тепла ξ выражает долю тепла используемого на участке видимого сгорания (cz'z) на увеличение внутренней энергии и совершение работы. Величина его зависит от конструктивных параметров двигателя, режима работы и регулировки двигателя, способа смесеобразования, формы камеры сгорания и других факторов. Чем совершенное процесс смесеобразования и выше скорость сгорания, тем больше ξ. При поздних углах опережения зажигания и впрыска топлива, возрастает догорание топлива в ходе расширения и ξ уменьшается. С увеличением частоты вращения относительная теплоотдача в стенки цилиндра уменьшается, но более значительное влияние оказывает догорание топлива и потому снижается ξ. Повышение степени сжатия и применению компактных камер сгорания приводит к увеличению ξ.
Еще по теме:
Расчет дальности поездной радиосвязи
При расчете радиоканала ПРС дальность связи определяется в направлении от стационарной радиостанции к радиостанции подвижного объекта, поскольку условия приема на подвижном объекте, значительно хуже, чем на стационаре из-за более высокого уровня радиопомех. При этом уровень сигнала на входе приемни ...
Выбор погрузочно-разгрузочного механизма
Таблица 2 - Технические характеристики козлового крана электрического специального грузоподъемностью 20 тонн Технические характеристики: Грузоподъемность 20 тонн Пролет 32 метра Вылет крюка консоли 8,5; 10 метров Высота подъема крюка 9,0; 11 метров Режим работы средний (ПВ = 25%) Габаритные размеры ...
Анализ предложений по оптимизации маршрутной сети
Общей характерной чертой маршрутных сетей средних и малых городов, в число которых и входит г. Речица, является трудность во внедрении новых и изменении функционирующих маршрутов вследствие ограниченной возможности транспортной сети и сложившихся немногочисленных направлений транспортных потоков. Д ...