Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Топ:
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного хозяйства...
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Интересное:
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Дисциплины:
2017-06-02 | 154 |
5.00
из
|
Заказать работу |
Основной задачей расчета является определение температуры и давления pz газа в конце сгорания.
Температуру в конце видимого сгорания для рабочих циклов автотракторных ДВС находят путем решения уравнения сгорания, которое имеет такой вид:
для карбюраторного двигателя при
(42)
для карбюраторного двигателя при
(43)
для дизельного двигателя при
(44)
В указанных выше формулах составляющие означают: — соответственно средние молярные теплоемкости смеси газов в конце процессов сжатия и сгорания; — коэффициент использования теплоты на участке видимого сгорания; для карбюраторных двигателей равно 0,85 — 0,95, для дизелей — 0,7 — 0,9; меньшие значения | для дизелей по сравнению с карбюраторными двигателями обусловлены менее совершенным внутренним смесеобразованием, неоднородным составом смеси и большим временем догорания топлива на такте расширения; — потеря части теплоты из-за химической неполноты сгорания топлива при а < 1, кДж/кг:
(45)
λ — степень повышения давления для дизелей она равна 1,2 — 2,5, для карбюраторных двигателей — 3 — 4, для газовых — 3 — 5; для дизелей с газотурбинным наддувом величину А определяют по допустимым значениям температуры и давления в конце видимого процесса сгорания.
Приближенно величины в формулах (42), (43), (44) можно найти из следующих уравнений [16]:
(46)
При
(47)
при
(48)
Для дизеля
(49)
Максимальное давление цикла pz рассчитывают по формулам, приведенным ниже.
Для карбюраторных двигателей
(50)
Действительное значение максимального давления цикла с учетом частичного догорания на линии расширения и скругления" индикаторной диаграммы в процессе сгорания для таких двигателей
(51)
для дизелей с учетом принятого значения степени повышения давления λ
(52)
Расчетные величины двигателя при работе с номинальной нагрузкой должны соответствовать значениям, представленным в табл. 1.4.
Тип двигателя | pz, МПа | Tz, К |
Карбюраторный Газовый Дизель без наддува Дизель с наддувом | 3,5 - 6,0 3,0 - 5,0 6,0 - 9,0 7,0 - 12,0 | 2 400 — 2 900 2 200 — 2 500 1 800 — 2 300 2 000 — 2 500 |
1.5. РАСЧЕТ ПРОЦЕССА РАСШИРЕНИЯ
В процессе расширения тепловая энергия топлива преобразуется в механическую работу. Основными характеристиками процесса являются средний показатель политропы n2 ) давление рв и температура Тв. Значения п2 для современных автотракторных двигателей при работе с номинальной нагрузкой находятся в следующих пределах [13]: для карбюраторных — 1,23 — 1,30, дизелей — 1,18 - 1,28, газовых двигателей — 1,25 - 1,35.
Правильный выбор показателя политропы расширения определяется с учетом конструктивных и эксплуатационных факторов, а также режимов работы двигателя. Величина политропы расширения возрастает при интенсивном охлаждении деталей, увеличении их относительной поверхности и времени теплообмена. Меньшие значения n2 имеют высокооборотные двигатели с высоким наддувом.
Зависимость политропы расширения от скоростного режима работы карбюраторного двигателя может быть представлена выражением
(53)
Для дизельного двигателя это выражение представляется так:
(54)
Давление рв и температуру Тв газов рассчитывают по следующим уравнениям:
для карбюраторных и газовых двигателей
(55)
(56)
для дизельных двигателей
(57)
(58)
где — степень последующего расширения,
(59)
где — степень предварительного расширения,
(60)
Для автотракторных дизелей равно 1,2 — 2,4.
Расчетные параметры процесса расширения при работе двигателя на режиме номинальной загрузки должны соответствовать величинам, приведенным в табл. 1.5.
Таблица 1.5
Тип двигателя | рВ, МПа | ТВ, К |
Карбюраторный Дизельный | 0,35-0,60 0,20-0,50 | 1400-1700 1000-1400 |
1.6. ПОСТРОЕНИЕ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ
Построение свернутой индикаторной диаграммы производится в прямоугольных координатах, где по оси ординат откладывается давление над поршнем в абсолютных единицах (МПа), а по оси абсцисс — объем надпоршневого пространства камеры сгорания Vc в относительных единицах. Подобная диаграмма называется индикаторной в координатах р — V.
Рассмотрим методику построения индикаторной диаграммы для двигателей с искровым зажиганием и воспламенением от сжатия.
Двигатели с искровым зажиганием
На оси абсцисс (рис. 1.2, а) откладывают произвольный отрезок 0А, изображающий в заданном масштабе объем камеры сгорания. Обычно 0А принимают равным 10 — 15 мм. Точка 0 является началом координат диаграммы р — V. От точки А вправо откладывают отрезок АВ, соответствующий рабочему объему цилиндра. Величина его определяется из соотношения
На ось ординат наносится масштаб давления, который выбирают так, чтобы высота диаграммы превосходила ее длину в 1,2 — 1,7 раза. Например, для карбюраторных двигателей следует выбирать масштаб давления μ p, равный 0,03 — 0,05 МПа в 1 мм. Из точек А и В проводят вертикальные линии, являющиеся отметками верхней (ВМТ) и нижней (НМТ) мертвых точек, на которых фиксируют значения давления в характерных точках индикаторной диаграммы
Линия атмосферного давления на диаграмме изображается в виде прямой, параллельной оси абсцисс и расположенной от нее на расстоянии po/μp. Политропы сжатия и расширения строятся аналитическим способом.
Давление в любой искомой точке политропы сжатия находится из выражения
(61)
где — объем в искомой точке рассчитываемой политропы.
Приняв для отношения значения в пределах от 1 до е,
определяют соответствующие величины политропы сжатия и полученные данные заносят в табл. 1.6.
Таблица 1.6
Точка | Va/Vx | VX, мм | (Va/Vx)n1 | px, МПа | Pa/μp |
X1 | |||||
X2 | |||||
X3 | |||||
… | |||||
Xn |
Политропу расширения р определяют аналогично по формуле
(62)
Отношение объема также берется в пределах от 1 до ε.
Расчетные показатели давления заносят в табл. 1.7. Соединив плавной кривой точки „а" и „с" политропы сжатия и точки „z" и „b" политропы расширения, получают расчетную индикаторную диаграмму aczba.
Действительная индикаторная диаграмма отличается от теоретической „скругленностью" в точках с, z, b, которая объясняется началом воспламенения свежего заряда до прихода поршня в ВМТ в результате опережения зажигания (в точке с), немгновенностью сгорания, догоранием топливовоздушной смеси (в точке z) и предварительным открытием выпускного клапана (в точке Ь).
Таблица 1.7
Точка | |||||
X1 | |||||
X2 | |||||
X3 | |||||
… | |||||
Xn |
В карбюраторном двигателе (см. рис. 1.2) положение точки с' определяется углом опережения зажигания в 10 — 40 ° поворота коленчатого вала (ПКВ) и длительностью второй фазы сгорания 15 — 26° ПКВ. Давление в точке с" ориентировочно может быть принято таким: Действительное давление газов в конце сгорания Обычно точка z' смещается вправо от ВМТ на 10—15° ПКВ по развернутой индикаторной диаграмме. На свернутой диаграмме точка z' находится на политропе расширения, а угол отклонения линии сгорания от вертикали в среднем составляет 2,5 — 3,5 °. Точка b' соответствует началу открытия выпускного клапана за 40 — 70 ° до прихода поршня в ВМТ. Точка b", характеризующая конец расширения действительного цикла, располагается на половине расстояния между точками а и Ь.
Дизельные двигатели
Индикаторная диаграмма дизельного двигателя (рис. 1.3) в основном строится так же, как и диаграмма карбюраторного. Масштаб давления μ p равен 0,04 — 0,08 МПа в 1 мм.
Координата точки z, соответствующая концу сгорания, на оси абсцисс находится из выражения
(63)
где — объем камеры сгорания, соответствующий отрезку АО.
Давление в промежуточных точках политропы сжатия находят из формулы (61), а политропы расширения — из выражения (62). Затем строят кривые политроп сжатия и расширения. Показатели отношения объемов берут в пределах от 1 до 5 начиная с
точки z. Все построения и „скругления" диаграммы производятся аналогично диаграмме карбюраторного двигателя. Соединив прямыми линиями точки с и z', z' и z, получим расчетную индикаторную диаграмму дизельного двигателя.
В дизеле положение точки с' ' соответствует началу видимого сгорания и определяется углом опережения впрыскивания топлива
и периодом задержки воспламенения. Угол опережения впрыска топлива у автотракторных дизелей составляет 8 — 30, а период задержки воспламенения достигает 10 — 15°. Действительное давление газов рс" также больше, чем давление рс. Точку m скругления процесса сгорания обычно располагают на половине расстояния между точками z' и г.
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!