- •Введение
- •1 Описание особенностей прототипа двс
- •Особенности конструкции двигателя
- •Техническая характеристика двигателя змз – 53
- •2 Тепловой расчет двигателя
- •2.1 Выбор и обоснование конструктивных и эксплуатационных параметров
- •2.1.1. Тип двигателя
- •2.1.2 Степень сжатия
- •2.1.3 Отношение хода поршня к диаметру цилиндра
- •2.1.4 Число и расположение цилиндров
- •2.1.5 Частота вращения коленчатого вала
- •2.1.6 Способ смесеобразования и форма камеры сгорания
- •2.1.7 Коэффициент избытка воздуха
- •2.1.8 Вид и марка применяемого топлива
- •2.2 Выбор и обоснование исходных данных для теплового расчета
- •2.2.6 Коэффициент сопротивления c
- •2.2.7 Средняя скорость свежего заряда в проходном сечении впускного клапана Wкл, м/с
- •2.2.8 Средний показатель политропы сжатия
- •2.2.9 Коэффициент эффективного теплоиспользования z
- •2.2.10 Средний показатель политропы расширения
- •2.2.11 Коэффициент полноты индикаторной диаграммы I
- •3 Тепловой расчет двигателя
- •3.1 Материальный баланс
- •3.2 Процесс впуска
- •3.2.2 Коэффициент остаточных газов
- •3.2.4 Коэффициент наполнения
- •3.3 Процесс сжатия
- •3.4 Процесс сгорания
- •3.4.1 Уравнение процесса сгорания в карбюраторном двигателе имеет вид:
- •3.4.2 Степень повышения давления в кбд
- •3.5 Процесс расширения
- •3.6 Индикаторные показатели цикла
- •3.7 Эффективные показатели двигателя
- •3.8 Построение индикаторной диаграммы
- •3.8.5 Выбор масштабов
- •3.8.6 Построение диаграммы
- •3.8.8 Определяем погрешность построения
- •3.9 Заключение
2.2.7 Средняя скорость свежего заряда в проходном сечении впускного клапана Wкл, м/с
При полном открытии клапана, для автотракторных двигателей, средняя скорость свежего заряда в проходном сечении впускного клапана лежит в пределах Wкл = 50 ÷ 130 м/с . В основном скорость Wкл зависит от площади поперечного сечения (при его увеличении скорость заряда Wкл уменьшается) и частоты вращения коленчатого вала (при увеличении n скорость Wкл увеличивается). Учитывая это, принимаю Wкл = 100 м/с.
2.2.8 Средний показатель политропы сжатия
Средний показатель политропы сжатия n1 для автотракторных двигателей лежит в пределах n1 = 1,32 ÷ 1,4. Величина n1 зависит от теплообмена между рабочим телом и окружающей средой. При уменьшении теплообмена нужно брать ближе к верхней границе. При увеличении частоты вращения коленчатого вала n, уменьшении относительной поверхности камеры сгорания и повышении температуры охлаждающей жидкости теплообмен уменьшается, и n1 нужно принимать ближе к верхней границе. Учитывая все это, принимаю n1=1,4.
2.2.9 Коэффициент эффективного теплоиспользования z
Коэффициент эффективного теплоиспользования z – это параметр, который учитывает расход теплоты в процессе сгорания. Величина z изменяется при
номинальном режиме в таких пределах z = 0,85 ÷ 0,92. При выборе его значения для теплового расчета нужно учитывать влияние на него режима работы двигателя. С повышением частоты вращения коленчатого вала улучшаются смесеобразование и сгорание топлива, поэтому берутся большие значения z. Для карбюраторных двигателей такое увеличение z при увеличении n происходит до того, пока рост расхода теплоты за счет увеличения фазы догорания топлива не превысит уменьшение теплообмена за счет уменьшения времени контакта горячих газов со стенками цилиндра. Выбираю среднее значение z = 0,9.
2.2.10 Средний показатель политропы расширения
Средний показатель политропы расширения n2 лежит в пределах n2 = 1,23 ÷ 1,3. Нужно учитывать, что показатель политропы расширения зависит от интенсивности теплообмена между рабочим телом и стенками цилиндра. В тех случаях, когда увеличивается продолжительность догорания топлива, то есть снижается коэффициент эффективного теплоиспользования z, снижается относительный теплообмен и расход газов, что приводит к уменьшению значения показателя политропы расширения n2. Выбираю n2 =1,3.
2.2.11 Коэффициент полноты индикаторной диаграммы I
Коэффициент полноты индикаторной диаграммы учитывает уменьшение теоретического среднего индикаторного давления вследствие отклонения действительного процесса от расчетного. Для карбюраторных двигателей изменяется в пределах i = 0,95 ÷ 0,97. Принимаем i=0,965.
3 Тепловой расчет двигателя
Тепловой расчет позволяет с достаточной степенью точности аналитическим путем проверить степень совершенства действительного цикла реально работающего двигателя. На основе установленных исходных данных (тип двигателя, мощность, частота вращения коленчатого вала, число и расположение цилиндров, отношение S/D , степень сжатия) проводят тепловой расчет двигателя, в результате которого определяют основные энергетические, экономические и конструктивные параметры двигателя. По результатам теплового расчета строят индикаторную диаграмму. Параметры, полученные в тепловом расчете, являются исходными при проведении динамического и прочностных расчетов.