- •10Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
- •Ответственный за выпуск
- •Введение
- •Общие требования к курсовой работе
- •Определение номинальной мощности двигателя и среднего индикаторного давления газов
- •Определение параметров рабочего цикла и построение индикаторной диаграммы
- •Процесс впуска
- •Тк - температура газов после компрессора
- •Процесс сжатия
- •Процесс сгорания
- •Процесс расширения
- •2.5 Процесс выпуска
- •Построение индикаторной диаграммы
- •2.7 Определение среднего индикаторного давления по индикаторной диаграмме
- •Основы динамического расчета двигателя
- •3.1. Силы, действующие в кшм при заданном угле поворота кривошипа φ
- •3.2 Построение графиков сил, действующих в кшм за полный рабочий цикл четырехтактного двигателя
- •4 Скоростная характеристика двигателя Расчет, построение и анализ
- •5 Сравнение показателей рассчитываемого двигателя с прототипом
- •6. Исследование влияния различных факторов на параметры двигателя
- •Дисциплина: «Конструкция и основы расчета энергетических установок»
- •Дисциплина: Конструкция и эксплуатационные свойства т и ттмо
- •Литература
- •Челябинская гударственная агроинженерная академия Кафедра «Тракторы и автомобили»
- •Варианты заданий на курсовую работу для студентов lll курса очного образования факультета мсх
- •Приложение 6
- •Содержание
Процесс сжатия
Определение давления и температуры в конце такта сжатия проводят с рядом допущений, а именно: в период сжатия отсутствуют утечки газа через неплотности в клапанах и поршневых кольцах, в газе не протекает никаких химических реакций и испарений топлива, теплоемкость газа не меняется, сжатие начинается с НМТ и заканчивается в ВМТ, показатель политропы сжатия применяется постоянным. Тогда, используя уравнение политропического процесса, нетрудно определить давление рс и температуру Тс газа в конце такта сжатия
, МПа;
,
где ε –степень сжатия;
n1 - показатель политропы сжатия.
Ориентировочно показатель политропы сжатия можно определить по эмпирическим зависимостям:
для карбюраторных двигателей
n1 = 1,41-110/n
для дизелей
n1 = 1,41-110/n - 0,02
Значения основных параметров процесса сжатия представлены в таблице 2.2.
Таблица 2.2 - Основные параметры процесса сжатия
Тип ДВС
|
рс, МПа
|
Тс, К
|
n1 |
ε
|
Дизель без наддува
|
3...5.5
|
750... 900
|
1,38. ..1,42
|
15. ..22
|
Дизель с турбонаддувом
|
6. ..8
|
950... 1200
|
1,35. ..1,38
|
12. ..15
|
Бензиновый карбюраторный
|
0,5. ..2,0
|
400. ..700
|
1,34. ..1,39
|
6. ..9
|
Бензиновый с впрыском
|
1,0. ..2,5
|
400... 800
|
1,34. ..1,39
|
8. ..11
|
Процесс сгорания
При анализе и расчете процесса сгорания необходимо различать сгорание в бензиновом и дизельном двигателях.
Уравнение сгорания (баланс тепла) для карбюраторного двигателя
, (2.13)
где Qс - количество тепла в газе в конце сжатия (до начала сгорания), кДж;
Qсг - количество тепла, выделившегося при сгорании топлива и переданного сжатому газу, кДж; Qz - количество тепла в газе после сгорания топлива, кДж.
Для дизельного двигателя
Qс + Qсг = Qz +Qz'-z , (2.14)
где - количество тепла, затраченного на работу расширения газов при движении поршня от ВМТ до расчетного конца сгорания, кДж.
Температура газов в конце сгорания Тz определяется по уравнениям сгорания, выраженным через параметры состояния газов [2]:
для бензинового двигателя при <1
; (2.15)
для дизельного двигателя
(2.16)
Значение Тz также можно выбрать из таблицы 2.4, учитывая, что дизелям с наддувом соответствуют большие значения температуры.
Давление газов в конце сгорания Рг ориентировочно определяется по эмпирическим выражениям
для дизельных двигателей
, МПа (2.17)
для бензиновых двигателей
, МПа (2.18)
где , - коэффициент молекулярного изменения ( = 1,01... 1,05);
р = Рr/Рс - степень повышения давления, показывающая увеличение давления газов в цилиндре ДВС в процессе сгорания.
Величину р подсчитать теоретически довольно сложно, поэтому ее значение принимают ориентировочно в зависимости от способа смесеобразования:
Таблица 2.3 - Зависимость р от способа смесеобразования
Тип ДВС |
р |
Дизель с предкамерным или вихрекамерным смесеобразованием |
1,2…1,4 |
Дизель с пленочным/объемно-пленочным смесеобразованием |
1,4…1,8 |
Дизель с объемным смесеобразованием |
1,6…2,5 |
Бензиновые двигатели |
3,0…4,0 |
Газовые двигатели |
3,0…5,0 |
Подобрав значения Тz и р рассчитывают значения рz по выражениям (2.16) или (2.17) в зависимости от типа заданного двигателя.
Параметры процесса сгорания представлены в таблице 2.4.
Таблица 2.4 - Основные параметры процесса сгорания современных ДВС
Тип ДВС
|
рz, МПа
|
Тz, К |
р
|
Дизель без наддува |
5…10
|
1800…2200 |
1,4… 2,5
|
Дизель с турбонаддувом
|
6…12
|
2000…2300
|
1,4…2,5
|
Бензиновый карбюраторный
|
3,5…6,5
|
2000…2500
|
3...4
|
Бензиновый с впрыском
|
3,5…7,5
|
2400…3100
|
3...4
|