2017-10-25
804
Параметри процесу газообміну визначаються однаково для бензинових і дизельних двигунів.
Цей процес складається з визначення тиску газів у кінці впуску Ра, коефіцієнта надлишкових газів γr, температури газів в кінці впуску Та і коефіцієнта наповнення свіжим зарядом ηv.
1. Тиск у кінці впуску, МПа:
(1)
де Р0 – тиск навколишнього середовища, МПа (табл.2);
(β2 + ξвп) - сумарний коефіцієнт, що враховує гасіння швидкості β і опір впускної системи ξвп, віднесене до перерізу шлепака (табл.2);
ωшл - середня швидкість руху заряду у прохідному перерізі шлепака, м/с (табл.2);
ρ0 – густина заряду за відомих атмосферних умов, кг/м3:
, (2)
де Rп – газова стала повітря, Дж/(кг х К), (табл. 2);
Т0 – температура навколишнього середовища, К, (табл.2).
2. Коефіцієнт надлишкових газів:
, (3)
де ΔТ - підвищення температури заряду у процесі впуску, К;
Тr – температура газів на випуску, К;
Рr – тиск в кінці випуску, МПа;
ε – ступінь стиску;
Ра – тиск в кінці впуску, МПа, значення, що наведені вище беруть з табл.2.
3. Температура в кінці впуску, К:
, (4)
Таблиця 1
Варіанти вихідних даних
| Варіант | Номінальна потужність, кВт | Частота обертання колінчастого вала, хв-1 | Варіант | Номінальна потужність, кВт | Частота обертання колінчастого вала, хв-1 | ||
| бензиновий двигун | дизельний двигун | бензиновий двигун | дизельний двигун | ||||
| - | - | ||||||
| - | - | ||||||
| - | 129,4 | - | |||||
| - | - | ||||||
| - | - | ||||||
| - | - | ||||||
| - | - | ||||||
| 47,8 | - | - | |||||
| - | - | ||||||
| - | - | ||||||
| 60,31 | - | - | |||||
| 62,51 | - | ||||||
| - | - | ||||||
| - | 180,2 | - | |||||
| - | 183,13 | - | |||||
| 74,28 | - | - | |||||
| - | - | ||||||
| - | - | ||||||
| 77,22 | - | - | |||||
| 80,9 | - | 308,9 | - | ||||
| - | - | ||||||
| - | 382,5 | - | |||||
| - | - | ||||||
| - | - |
Таблиця 2
Вихідні дані для розрахунку ДВЗ
| Параментр | Позначення | Одиниця | Тип двигуна | Примітки | ||
| Бензиновий | Дизельний | |||||
| Тип камери згоряння | ||||||
| Нерозділена | Розділена | |||||
| Частота обертання вала двигуна | n | хв-1 | до 6500 | до 2800 | до 5000 | |
| Температура навколишнього середовища | T0 | К | ||||
| Тиск навколишнього середовища | Р0 | МПа | 0,1013 | |||
| Ступінь стиску | ε | - | 6…8 | 16…25 | ||
| Сумарний коефіцієнт, що враховує гасіння швидкості β і опір впускної системи ξвп, віднесене до перерізу шлепака | β2 + ξвп | - | 2,6…3,2 |
Продовження таблиці 2
| Середня швидкість руху заряду у прохідному перерізі шлепака | ωшл | м/с | 70…110 | |||
| Газова стала для повітря | Rп | Дж/(кг  К) | ||||
| Температура газів в кінці випуску | Tr | К | 900…1100 | 700…900 | ||
| Тиск газів в кінці випуску | Pr | МПа | (1,1…1,2)P0 | |||
| Підвищення температури заряду у процесі випуску | ΔΤ | К | 20…45 | - | З підігрівом | |
| 5…20 | 20…40 | Без підігріву | ||||
| Показник політропи відповідно стиску та розширення | n1 та n2 | - | 1,34…1,37 1,23…128 | 1,37…1,39 1,18…1,23 | ||
| Склад палива: | ||||||
| вуглець | С | кг/кг | 0,855 | 0,87 | ||
| водень | Н | 0,145 | 0,125 | |||
| кисень | 0,004 | |||||
| Молярна маса палива | Mп | кг/кмоль | 110…120 | 180…200 |
Продовження таблиці 2
| Нижча теплота згоряння палива | Нп | кДж/кг | ||||
| Коефіцієнт надлишку повітря | α | - | 0,85…0,96 | 1,1…1,65 | 1,15…1,35 | |
| Рівняння для середніх молярних теплоемностей газів засталого об’єму: | кДж/(кмоль х К) | В інтервалі температур 1800…3000 К (270…1800 К) | ||||
| вуглекислого газу |  | 41,205 + 2,428 10-3 Тz (23,750 + 13,816 10-3 Тс) | ||||
| оксиду вуглецю |  | 22,37 + 1,142 10-3 Тz (20,063 + 2,637 10-3 Тс) | ||||
| водної пари |  | 26,975 + 3,517 10-3 Тz (24,195 + 5,108 10-3 Тс) | ||||
| азоту |  | 22,009 + 1,339 10-3 Тz (19,941 + 2,554 10-3 Тс) | ||||
| кисню |  | 23,228 + 1,591 10-3 Тz (20,137 + 3,391 10-3 Тс) |
Продовження таблиці 2
| Коефіцієнт використання теплоти | ξ | - | 0,85…0,9 | 0,75…0,8 | 0,7…0,78 | |
| Ступінь підвищення тиску рід час згоряння | λ | - | - | 1,4…2,2 | ||
| Коефіцієнт округлення індикаторної діаграми | φ | - | 0,96…0,97 | 0,92…0,98 | 0,95…0,98 | |
| Механічний ККД | ηм | - | 0,7…0,85 | 0,75…0,82 | ||
| Відношення ходу поршня до діаметра | S/d | - | 1…1,1 | n до 3000 хв-1 | ||
| 0,85…0,95 | n 3000…3600 хв-1 | |||||
| 0,75…0,85 | n 3600…6500 хв-1 | |||||
| 1…1,2 | 1…0,8 | n 2100…2800 хв-1 | ||||
| 0,8…1 | n > 2800 хв-1 | |||||
| Теплоємкість води | Св | кДж/кг | 4,18 |
Продовження таблиці 2
| Відношення радіуса кривошипа до довжини шатуна | λш | - | 0,25…0,29 | |||
| Питома витрата охолоджуючої рідини | gв | кг/кВт год | 60…130 | |||
| Різниця температур води біля виходу з системи охолодження і входу до неї | (t2 – t1) | ºC | 7…15 | |||
| Зведене до одиниці площі поршня маса поршневого комплекту для поршня діаметром, мм: | mпк | кг/м2 | Матеріал з якого виготовлений поршень: | |||
| 60…80 | 80…100 | - | алюміній | |||
| 150…200 | - | чавун |
Закінчення таблиці 2
| 80…100 | mпк | кг/м2 | 180…250 | 250…320 | те саме | |
| 100…150 | 180…120 | алюміній | ||||
| 100…120 | - | 220…300 | те саме | |||
| - | 300…400 | чавун | ||||
| Зведене до одиниці площі поршня маса шатуна для поршня діаметром, мм: | mш | кг/м2 | ||||
| 60…80 | 120…160 | - | ||||
| 80…100 | 160…200 | 250…300 | ||||
| 100…120 | - | 300…350 |
4. Коефіцієнт наповнення:
, (5)
