ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ

ИНЖЕНЕРНЫЙ ИНСТИТУТ

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДИЗЕЛЬНОГО

ДВИГАТЕЛЯ

Методические указания для выполнения контрольной работы

Для студентов по направлению подготовки 23.03.03 Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов

Новосибирск 2016

Кафедра автомобилей и тракторов

УДК

ББК

Составители: М.Л. Вертей, Е.А. Булаев, П.И. Федюнин,

Введение

В соответствие с Государственным образовательным стандартом высшего образования Российской Федерации дисциплина «Силовые агрегаты» является важной составной частью учебного плана обучения студентов по направлению подготовки 23.03.03 Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов. Профиль: Автомобили и автомобильное хозяйство..

Рабочий цикл рассчитывают для определения индикаторных, эффективных показателей работы двигателя и температурных условий работы деталей, основных размеров, а также выявления усилий, действующих на его детали, построения характеристик и решения ряда вопросов динамики двигателя.

Результаты теплового расчета зависят от совершенства оценки ряда коэффициентов, используемых в расчете и учитывающих особенности проектируемого двигателя.

В методической разработке рассмотрен пример расчета дизельного двигателя, пример построения индикаторной диаграммы и пример кинематического и динамического расчетов аналитическим методом. В примерах расчетов не учитывается до зарядка и продувка цилиндров.

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ

При выполнении расчета задаемся рядом параметров с учетом пределов их изменений, а также их значений для двигателей, принятых в качестве прототипов.

Произвести тепловой расчет дизеля КАМАЗ-740 для следующих условий:

2. На основе теплового расчета построить индикаторную диаграмму и диаграммы сил инерции.

3. Определить размер сечения тела шатуна.

Состав топлива задается массовым или объемным содержанием основных элементов: углерода С, водорода Н, и кислород О. Нужно иметь ввиду, что в топливе присутствуют также сера S, азот N и элементы химических соединений в виде антидетонационных, противодымных и других присадок. Расчет ведут для условий сгорания 1 кг топлива.

Параметры рабочего тела. На основе химических реакций сгорания углерода и водорода рассчитывают теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива:

l ₀ =1/0,23*(8/3*С+8*Н-О)=1/0,23(8/3*0,857+8*0,133-0,01)=14,519кг

или

L₀=l₀/μ_в =14,519/28,96=0,5013

μ_в – масса 1 кмоля воздуха (μ_в=28,96 кг/моль)

Количество свежего заряда:

М₁=αL₀+1/μ_m

μ_m – молекулярная масса паров топлива (для дизельных топлив μ_m=180 – 200 кг/кмоль). В связи с малым значением члена 1/ μ_m по сравнению с αL₀ для упрощения его не принимают в расчет.

М₁= αL₀=1,6*0,5013=0,8020 кмоля.

α – коэффициент избытка воздуха. Влияет на количество выделяемой теплоты и состав продуктов сгорания. Чем совершеннее процесс смесеобразования в дизеле, тем меньше значения α и размеры цилиндра могут быть приняты для обеспечения заданной мощности.

Ориентировочные значения α для автотракторных двигателей на номинальном режиме работы находятся в следующих пределах: для дизелей с неразделенными камерами сгорания и объемным смесеобразованием – 1,5 – 1,8; для дизелей с пленочным смесеобразованием – 1,45 – 1,55; для вихрекамерных и предкамерных дизелей – 1,25- 1,45; для дизелей с наддувом – 1,35 – 2.

Общее количество продуктов сгорания (при α≥1, т.е. при полном сгорании топлива):

М₂= αL₀+Н/4+О/32=0,8523+0,133/4+0,01/32=0,8355 кмоля.

При сгорании в двигателях жидкого топлива всегда происходит приращение кмолей газа М₂˃М₁. Приращение числа кмолей газов происходит в следствие увеличения суммарного количества молекул при химических реакциях распада молекул топлива и образования новых молекул в результате сгорания водорода и участия в реакциях кислорода, содержащегося в топливе.

Химический коэффициент молекулярного изменения горючей смеси:

β= М₂/М₁=0,8355/0,8020=1,0417

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: