2.3 Процесс сжатия
2.3.1 Показатель политропы сжатия
Средний показатель адиабаты сжатия :
Показатель политропы сжатия 1,36
2.3.2 Давление и температура конца процесса сжатия
Давление в МПа и температура в градусах Кельвина (К) а конце процесса сжатия:
;
.
2.3.3 Средняя мольная теплоемкость рабочей смеси в конце сжатия
Температура конца процесса сжатия в градусах Цельсия (ºС):
Средняя мольная теплоемкость остаточных газов в конце сжатия в
кДж/(кмоль·град):
Средняя мольная теплоемкость остаточных газов в конце сжатия в
кДж/(кмоль·град):
Средняя мольная теплоемкость рабочей смеси в кДж/(кмоль·град):
;
Таблица 2.2― Значения параметров процесса сжатия
|
Тип двигателя |
Параметры |
||
|
, МПа |
, К |
||
|
Карбюраторные |
1,34…1,38 |
0,9…2,0 |
600…800 |
|
Рассчитываемый двигатель |
1,36 |
1,56 |
751,5 |
2.4 Процесс сгорания
2.4.1 Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси
.
2.4.2 Температура конца видимого сгорания
Температура газа в конце видимого сгорания определяется с использованием решения уравнения сгорания, которая имеет вид:
.
где — коэффициент использования низшей теплоты сгорания на участке видимого сгорания, =0,8…0,95 Принимаем =0,85
— потеря теплоты вследствие химической неполноты сгорания, кДж/кг
при <1
— средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания при постоянном объеме, кДж/(кмоль·град):
.
Отдельные средние мольные теплоемкости продуктов сгорания при изменении температуры в диапазоне 1501…2800 ºС, могут быть выражены в зависимости от температуры :
;
;
;
;
.
Получаем квадратное уравнение вида:
.
Температура в конце видимого сгорания в градусах Цельсия (ºС):
.
Температура в градусах Кельвина (К):
.
2.4.3 Степень повышения давления цикла
;
2.4.4 Степень предварительного расширения
=1.
2.4.5 Максимальное давление сгорания
Максимальное давление в МПа в конце сгорания:
Таблица 2.3― Значения параметров процесса сгорания
|
Тип двигателя |
Параметры |
|||
|
, МПа |
, К |
|||
|
Карбюраторные |
3,2…4,2 |
1,0 |
3,5…7,5 |
2400…3100 |
|
Рассчитываемый двигатель |
3,76 |
1,0 |
5,86 |
2630 |
2.5 Процесс расширения.
2.5.1 Показатель политропы расширения
Средний показатель адиабаты расширения :
;
.
2.5.2 Давление и температура конца процесса расширения
Степень последующего расширения:
;
Давление в МПа и температура в градусах Кельвина (К) в конце процесса расширения:
;
;
Таблица 2.4― Значения параметров процесса расширения
|
Тип двигателя |
Параметры |
||
|
, МПа |
, К |
||
|
Карбюраторные |
1,23..1,30 |
0,35…0,6 |
1200…1700 |
|
Рассчитываемый двигатель |
1,258 |
0,397 |
1514,1 |
2.6 Проверка точности выбора температуры остаточных газов
Расчетное значение температуры остаточных газов в К:
;
Расхождение между принятой величиной и рассчитанной :
;
2.7 Индикаторные показатели рабочего цикла
2.7.1 Среднее индикаторное давление
Среднее теоретическое индикаторное давление в МПа:
;
Среднее действительное индикаторное давление действительного цикла
в МПа:
;
где — коэффициент полноты индикаторной диаграммы
=0,94…0,97 Принимаем =0,96
2.7.2 Индикаторный КПД
;
2.7.3 Индикаторный удельный расход топлива
Индикаторный удельный расход топлива в г/(кВт·ч):
;
Таблица 2.5― Значения индикаторных показателей двигателей
|
Тип двигателя |
Параметры |
||
|
, МПа |
, г/(кВт·ч) |
||
|
Карбюраторные |
0,6…1,4 |
0,3…0,4 |
210,,,275 |
|
Рассчитываемый двигатель |
0,9383 |
0,372 |
220,3 |
2.8 Эффективные показатели двигателя
2.8.1 Давление механических потерь
Принимаем: экспериментальные коэффициенты =0,034; =0,0113
средняя скорость поршня =9…16 м/с =13,5 м/с
Давление механических потерь в МПа:
;
2.8.2 Среднее эффективное давление
Среднее эффективное давление в МПа:
2.8.3 Механический КПД
;
2.8.4 Эффективный КПД
;
2.8.5 Эффективный удельный расход топлива
Эффективный удельный расход топлива в г/(кВт·ч):
;
Таблица 2.6― Значения эффективных показателей двигателей
|
Тип двигателя |
Параметры |
|||
|
, МПа |
, г/(кВт·ч) |
|||
|
Карбюраторные |
0,6…1,1 |
0,23…0,38 |
0,75…0,92 |
230…310 |
|
Рассчитываемый двигатель |
0,75 |
0,29 |
0,80 |
282,6 |
2.9 Основные параметры и показатели двигателя
Рабочий объем цилиндра в дм2:
;
— коэффициент тактности рабочего цикла, =4
Диаметр цилиндра в мм:
;
где — отношение линейных размеров цилиндра =0,86…1,07
Принимаем =0,95
Ход поршня двигателя в мм:
;
Округляем до 95 мм.
Расчетная средняя скорость поршня в м/с:
;
Ошибка между принятой и расчетной средней скоростью поршня:
;
Рабочий объем одного цилиндра в дм3:
;
Литраж двигателя в дм3:
;
Объем камеры сгорания в дм3:
;
Полный объем цилиндра в дм3:
; .
Эффективная мощность двигателя в кВт:
;
Поршневая мощность двигателя в кВт/дм2:
;
Эффективный крутящий момент в Н·м:
;
Часовой расход топлива в кг/ч:
;
Масса двигателя в кг:
;
где — удельная масса рядного двигателя =3,5 кг/кВт
2.10 Оценка надежности двигателя
По критерию Б.Я.Гинцбурга:
;
Критерий А.К.Костина:
;
Поскольку у рассчитываемого двигателя =2,03 кВт/см не превышает значения 2,8 кВт/см, а =8,97 — значения 9,0, то ориентировочно можно считать двигатель надежным.
2.11 Тепловой баланс
Общее количество теплоты введенное в цилиндр в Дж/с:
;
Теплота , эквивалентная эффективной работе, в Дж/с:
;
Теплота , отводимая охлаждающей жидкостью, в Дж/с:
;
где — коэффициент пропорциональности, =0,45…0,53
Принимаем =0,5
— показатель степени, =0,6…0,7 Принимаем =0,63
Теплота , унесенная из двигателя с отработавшими газами, в Дж/с:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
