Условия окружающей среды

Расчет рабочего цикла, индикаторных и эффективных показателей главного двигателя

Задачи и исходные данные расчета рабочего цикла

Рабочие циклы четырехтактных дизелей включают в себя процессы газообмена (процессы выпуска газов и наполнения цилиндра зарядом воздуха), сжатия смеси воздуха и остаточных газов, подготовки к самовоспламенению поступающего в цилиндр топлива, сгорания топлива и расширения смеси продуктов сгорания с воздухом.

Правильная организация процессов в цилиндрах с достижением определенных значений параметров газа в характерных точках цикла является обязятельным условием экономичной и надежной работы дизелей. Расчет процессов выполняют с целью определения условий, которые обеспечивают осуществление цикла с параметрами газа в характерных точках, находящимися в заданных диапазонах. Так, например, температура смеси воздуха и остаточного газа в конце процесса сжатия должна быть достаточно высокой для обеспечения эффективных подготовки к самовоспламенению и сгорания подаваемого в цилиндр топлива, но умеренно высокой для исключения чрезмерной тепловой напряженности двигателя. Поэтому одной из задач расчета является определение условий сжатия (степени сжатия, температуры рабочего цикла в начале сжатия и др.), обеспечивающих надежное самовоспламенение и эффективное сгорание топлива.

Результаты расчета и индикаторные диаграммы рабочего цикла позволяют определить особенности процессов, происходящих в цилиндрах, экономичность и энергетические показатели дизеля. Их используют для расчета и анализа процессов в наддувочном агрегате, оценки механической и тепловой напряженности деталей, решения других задач.

Расчет рабочих процессов в цилиндре производится по методу В.И.Гриневского – Е.К.Мазинга. Задача расчета заключается в том, чтобы пользуясь аналитическими зависимостями и экспериментальными величинами, доказать возможность получения в проектируемом двигателе заданного значения среднего эффективного давления, определить начальные и конечные параметры отдельных процессов, построить диаграмму расчетного цикла и оценить значения удельных индикаторного и эффективного расходов топлива, индикаторный и эффективный КПД двигателя. К достоинствам метода В.И.Гриневского – Е.К.Мазинга относятся простота расчетных уравнений, наглядность связей основных параметров рабочего тела с показателями цикла и некоторыми конструктивными факторами.

Условия окружающей среды

Принимаются в соответствии с ГОСТ 10448-80:

- давление окружающей среды принимаем Р_о = 0,1 МПа;

- температуру окружающей среды Т_о = 300 К;

- относительная влажность окружающего воздуха j_о = 60 %;

- температура воды на входе в воздухоохладитель Т_з.в. = 300 К.

Давление наддувочного воздуха в ресивере Р_s

Выбираем на основании паспортных данных двигателя. Согласно паспортным данным дизеля давлениенаддуваP_s= МПа.

Температура наддувочного воздуха в ресивере Т_s

Выбираем на основании паспортных данных двигателя. Согласно паспортным данным дизеля Т_s= 314К.

Параметры воздуха за компрессором Т_к и P_к

Температура определяется по уравнению Т_к= Т_о∙(P_к/P_о)^(m-1)/m , где

m – показатель политропы равный 1,7…1,8 для центробежных компрессоров. Принимаем m=1,75.

P_к - давление воздуха за компрессором. P_к= P_s+DP_во=.

Т_к =

Коэффициент избытка воздуха α - это отношение действительного количества воздуха в цилиндре перед началом сгорания к теоретически необходимому. Он выбирается с учетом степени быстроходности дизеля, наличия наддува, способа смесеобразования. Исходя из опытных данных, для МОД с наддувом значение a=1,8…2,2; для СОД a=1,6…2,0; для ВОД a=1,4…1,8. Для дизеля принимаем α =.

Коэффициент потери давления во впускных органах k_a. По экспериментальным данным для четырехтактных ДВС с наддувом k_a = 0,9…0,96. Принимаем

Доля хода поршня, потерянная на осуществление процессов газообмена к_a

Для четырехтактных дизелей к_a=0, так как за время запаздывания закрытия впускных клапанов давление в цилиндре изменяется незначительно.