Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ярославский государственный технический университет»

Кафедра «Двигателей внутреннего сгорания»

Работа защищёна

с оценкой__________

Преподаватель,доц

________А.А.Павлов

«___»___________20__г.

Тепловой расчет рядного четырехцилиндрового двигателя внутреннего сгорания с учетом процессов топливоподачи, смесеобразования и сгорания

Курсовая работа

по дисциплине «Теория рабочих процессов и моделирование в ДВС»

ЯГТУ 140501.65

Работу выполнила студентка гр.ЗД-53а ___Д.А. Ефиманова

2013 Реферат

Страниц 28, рисунков 25, приложений 2

ДВИГАТЕЛЬ, ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ, СГОРАНИЕ, ТОПЛИВОПОДАЧА, ЦИЛИНДР, КАМЕРА СГОРАНИЯ, ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЕ

Объект исследования – поршневой рядный дизельный с турбонаддувом четырехцилиндровый двигатель внутреннего сгорания.

Цель работы – выполнение теплового расчета ДВС с учетом процессов топливоподачи, смесеобразования и сгорания с заданными параметрами.

В ходе работы выполнен расчет рабочего процесса двигателя в программном комплексе «Дизель-РК», а также смоделирован этот процесс. Была выбрана форма камеры сгорания, определены параметры форсунки, топлива и наддува.

В ходе выполнения работы были успешно решены все поставленные задачи:

Выполнен тепловой расчет, получены индикаторные и эффективные показатели двигателя, смоделирован рабочий процесс.

В результате работы получены следующие параметры:

Мощность 51 кВт,

Крутящий момент 171,3 Нм,

Удельный эффективный расход топлива 0,25422 кг/(кВт*ч)

Оглавление

Введение 3

Заключение 18

Приложение А 20

Приложение Б 25

Список литературы 28

Введение

Целью работы является научиться методически определять параметры двигателя, анализировать данные испытаний двигателя. В ходе курсовой работы нужно определить изменение параметров рабочего тела в цилиндре двигателя, определить скорость тепловыделения, относительное тепловыделение, определить количество токсичных компонентов, определить расположение форсунки, количество и диаметр отверстий, параметры топлива и наддува.

Для этого зададим параметры двигателя:

ДВС четырехцилиндровый, рядный, дизельный с наддувом

Диаметр цилиндра 94мм,

Ход поршня 104мм,

Степень сжатия 17,

Номинальная частота вращения 2850 об/мин.

Основная аналитическая часть теплового расчета двигателя

Используя программу Дизель РК, занесем данные двигателя:

Рис.1Выбор типа и компоновки двигателя

Рис.2 Выбор размерности двигателя

Рис.3 Выбор области применения двигателя и параметров окружающей среды

Рис.4 Выбор параметров наддува

Получим проект двигателя с заданными характеристиками.

Внесем корректировки в настройках цилиндропоршневой группы для более точного расчета:

Рис.5 Выбор параметров цилиндро-поршневой группы

Рис.6 Выбор параметров цилиндро-поршневой группы

Рис. 7 Выбор параметров цилиндро-поршневой группы

Рис.8 Выбор параметров цилиндро-поршневой группы

Внесем корректировки в настройках топливной аппаратуры и камеры сгорания для более точного расчета:

Рис.9 Выбор камеры сгорания

Рис.10 Выбор характеристики впрыска

Максимальное давление впрыска 1500 бар

Рис.11Уточнение характеристик впрыска и сгорания

Рис.12Уточнение характеристик впрыска и сгорания

Рис. 13 Выбор характеристики распылителя

Принимает количество форсунок на цилиндр 1 штука. Диаметр сопловых отверстий 0,15 мм, количество сопловых отверстий 7.

Внесем корректировки в настройках газораспределения для более точного расчета:

Рис.14 Характеристика впускной системы газораспределения

Рис.15 Характеристика выпускной системы газораспределения

Рис.16 Схема впускных каналов

Рис. 17 Схема выпускных каналов

Выберем на двигатель турбокомпрессор с охладителем надувочного воздуха:

Рис.18 Выбор турбокомпрессора

Режим работы двигателя:

Рис.19 Характеристика режима работы двигателя

Производим расчет теплового процесса двигателя в программе, получаем следующие показатели работы двигателя, которые представлены в приложении А.

По результатам теплового расчета построим зависимости давления в цилиндре, температуре в цилиндре, расхода газа через выпускные каналы от поворота КВ:

Рис.20 Индикаторная диаграмма P=f(α):

Рис.21 Индикаторная диаграмма процессов газообмена Gsc=f(α):

Рис.22 Изменение температуры рабочего тела в цилиндре Tc=f(α):

С помощью визуализации развития топливных струй можно посмотреть, как развивается топливный факел при впрыске топлива с камеру сгорания:

Рис.23 Развитие топливной струи

Рис.24 Развитие топливной струи

Рис.25 Развитие топливной струи

Получив все расчеты и построив графики, сравним полученные показатели норм Евро с принятыми. Показатель NOx у расчетного двигателя равен 3.8670, сравнивая с принятыми стандартами, получим показатель нормы Евро 3, по стандарту он не должен превышать 7.

Произведем тепловой расчет в программе Гриневецкого, Мазинга, где по заданной мощности определяются размеры ЦПГ, для сравнения характеристик двух расчетов, данные расчета представлены в приложении Б.

Результаты получаются разные, т.к.в программе Гринивецкого-Мазинга имеются допущения

- схематизация процесса сгорания, подобная принятой в идеальных циклах, если не считать приближенного учета догорания топлива по ли­нии расширения при выборе величин коэффициента использования тепло­ты;

- отсутствует учет параметров топливоподачи (момент подачи топ­лива и его количество);

- отсутствует учет влияния фаз газораспределения на показатели рабочего цикла двигателя.