- •Г.В.Штайн расчет теплового двигателя
- •Isbn © Государственное образовательное
- •Введение
- •1.Тепловой расчет двигателя
- •1.1. Процессы впуска и выпуска
- •Процесс сжатия
- •Процесс сгорания
- •Процесс расширения
- •Индикаторные показатели цикла
- •Эффективные показатели двигателя
- •Определение основных размеров двигателя
- •2. Построение расчетной индикаторной диаграммы
- •После планиметрирования площади индикаторной диаграммы расчетного цикла соответствующего двигателя определяют среднее индикаторное давление газов:
- •3. Построение эксплуатационных характеристик двигателя
- •3.1. Построение внешней скоростной характеристики двигателя
- •Коэффициенты для построения скоростной характеристики
- •Показатели двигателя для построения скоростной характеристики
- •3.2.Построение регуляторной характеристики дизеля
- •3.3. Построение нагрузочной характеристики двигателя
- •4. Кинематический расчет двигателя
- •5. Динамический расчет двигателя
- •Расчет сил, действующих в кшм двигателя
- •Компоновка двигателя
- •Компоновка кривошипно-шатунного механизма (кшм) двигателя
- •Компоновка механизма газораспределения
- •Компоновка корпуса двигателя
- •7. Примеры теплового расчета двигателя
- •Расчет процессов впуска и выпуска
- •Процесс сжатия
- •Процесс сгорания
- •Процесс расширения
- •Индикаторные показатели цикла
- •Эффективные показатели двигателя
- •Определение основных размеров двигателя
- •Расчет процессов впуска и выпуска
- •Процесс сжатия
- •Процесс сгорания
- •Процесс расширения
- •Индикаторные показатели цикла
- •Эффективные показатели двигателя
- •Определение основных размеров двигателя
- •8. Пример кинематического и динамического расчетов двигателя
- •Расчет сил, действующих в кшм двигателя
- •9. Расчет смазочной системы
- •Расчет подшипника скольжения
- •Расчет масляного насоса
- •Расчет масляного радиатора
- •10. Расчет системы охлаждения
- •Расчет радиатора
- •Для двигателей с искровым зажиганием – (140…180 Вт/м2·град);
- •Расчет жидкостного насоса
- •Расчет вентилятора
- •Приложение 1
- •Приложение 2
- •Литература
- •Содержание
- •Штайн Геннадий Вольфович расчет теплового двигателя
- •625000, Тюмень, ул. Володарского, 38
- •625039, Тюмень, ул. Киевская,52
Процесс сжатия
Определяют параметры процесса сжатия: n1; рс; Тс; Мс.
а). Показатель политропы сжатия п1 определяется из соотношения:
n1 = 1,41 – 100/nн, (5)
где nн – номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя.
б). Давление конца сжатия:
. (6)
в). Температура конца сжатия:
(7)
г). Масса рабочей смеси в конце сжатия:
, кмоль. (8)
д). Теплоемкость рабочей смеси в конце сжатия:
Сv.c=20,16+1,7410 -3Тс , кДж/(кмоль.град). (9)
Процесс сгорания
а). Определяют массу продуктов сгорания в цилиндрах двигателя.
1,0; , (10)
1, , (11)
где С = 0,855; 0,87; Н = 0,145; 0,125 – соответственно элементарный состав топлива для бензина и дизтоплива (ориентировочно).
б). Определяют температуру газов в цилиндре в конце процесса сгорания из уравнений:
для бензинового двигателя , (12)
для дизеля (13)
где Сv z – теплоемкость продуктов сгорания при постоянном объеме:
Сvz =(18,4+2,6) + (15,5 + 13,8)10 – 4 Тz , (14)
Сz – теплоемкость продуктов сгорания при постоянном давлении:
Сz =(20,2 + 0,92/) + (15,5 + 13,8/) 10 –4 Тz + 8,314 , (15)
-коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси в ходе сгорания = , (значения находятся в пределах 1,01…1,1)
- коэффициент использования теплоты в ходе сгорания,
для бензиновых двигателей - =0,85… 0,95;
для дизелей - =0,7…0,9.
(для инжекторных двигателей и дизелей с разделенной камерой сгорания принимаются большие значения ).
Нu- низшая теплотворная способность топлива:
для бензина - 44 ; для дизтоплива - ;
Hu - потери теплоты вследствие неполноты сгорания при < 1:
. (16)
Для инжекторных двигателей Нu = 0.
Уравнения (10) и (11) после подстановки соответствующих значений решаются как квадратные уравнения:
А Тz2 + В Тz + C =0,
Tz = .
в). Определяют максимальное давление газов в цилиндре по формулам:
для дизелей - рz = рc , (17)
степень повышения давления принимается:
для дизелей с неразделенной камерой сгорания - 1,8…2,2;
для дизелей с разделенной камерой сгорания - 1,4…1,6;
для дизелей с пленочным смесеобразованием - 1,5…1,8;
(для дизелей с наддувом принимаются меньшие значения );
для бензиновых двигателей - . (18)
Степень повышения давления для бензиновых и газовых двигателей:
= рz / рс. (19)