III. Расчет процесса газообмена

1. Построение круговой диаграммы фаз газораспределения

 

 

Нахождение высоты открытия клапанов:

 

d_горл = 180 мм

d_штока = 28 мм

S₁ = πd²_горл / 4 - πd²_штока / 4 = 24815

S₂ = πDh = 3.14×180×h

S₁ = S₂

h = S₂ / πD = 24815 / (3.14×180) = 56,7

 

Диаграмма линейного открытия клапанов, определяемого профилем кулачков газораспределенного привода

2. Определим потерю при прохождении воздуха во время продувки.

Расход воздуха через компрессор:

а) G_к =  =  = 3,06 кг/ч

б) G_к =

= G_к -  = 0,51 кг/ч

 

Принимаем  = 0,7.

 

= S₁ = S₂

ρ_{s =} 4,396 кг/м³

= 0,75

= = = 27,5 Па

IV. Расчет системы наддува

Исходные данные

1. Давление наддува P_s=0,41 МПа

2. Температура воздуха в ресивере Т_s=325 К

3. Коэффициент продувки j_а=1,2

4. Коэффициент избытка воздуха при сгорании a=2,2

5. Давление газов за выпускными органами Р_г=3,8 ×10⁵ МПа

6. Коэффициент, учитывающий увеличение расхода газов по сравнению с воздухом на величину расхода топлива b=1,028

7. Барометрическое давление Р_б=0,1013МПа

8. Температура воздуха на входе в компрессор Т₀=Т_М0=293 К

9. Теоретически необходимое количество воздуха L₀’=14,54 кг/кг

10. Низшая теплота сгорания Q_H^р=42711 кДж/кг

11. Относительная потеря тепла с газами q_Г=0,45

12. Средняя теплоёмкость: воздуха С_р.в.=1,05 кДж/(кг*К)

 газов С_р.г.=1,09 кДж/кг

13. Индикаторная мощность двигателя N _i=1740 кВт

14 Число цилиндров i =8

Оценка потерь давления в газовоздушных трактах системы.

 

x_общ =x_фx_воx_гx_отx_n

 

x_ф=0,99 – в фильтрах турбокомпрессорах

x_во= 0,98 – в воздухоохладителе

x_г=0,98 – в выпускном трубопроводе до турбины

x_от= 0,99 – в выпускном трубопроводе после турбины

x_n=Р_г/Р_s=0,927 – при продувке цилиндра

x_общ=0,99*0,98*0,98*0,99*0,927=0,872

 

Температура газов перед турбиной

 

Т_т=Т_s+

 

q_Г – относительная потеря тепла с газами

С_РГ – средняя теплоемкость газов (кДж/кг)

 

Т_т=314+ =773 К

 

Выбор КПД турбокомпрессора

 

h_ТК=0,6375

 

4. Вычислим степени повышения давления воздуха p_к в компрессоре и p_т в турбине

 

p_к =Р_к/Р₀=Р_S/(x_воР_бx_ф)=0,41/(0,98 ∙ 0,1013 ∙ 0,99) = 4,172

Р_б - барометрическое давление [МПа]

p_т = Р_т/Р_от = x_общp_к=0,872×3,14 = 3,638

 

5. Определяем относительные перепады температур воздуха в компрессоре и газов в турбине

 

=p_к^(к-1)/к-1=4,172^(1,4-1)/1,4-1=0,504

=1-