Пример теплового расчета автомобильного карбюраторного двигателя

Пример теплового расчета автомобильного карбюраторного двигателя

Расчет ведем для условий сгорания 1 кг топлива. При выполнении расчета задаемся рядом параметров с учетом пределов их изменения, характерных для прототипа.

Параметры рабочего тела.

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива:

кг при: кг/кмоль.

кмоля Количество свежего заряда:

кмоля Общее количество свежего заряда:

Химический коэффициент молекулярного изменения горючей смеси:

Параметры окружающей среды и остаточные газы.

Принимаем атмосферные условия:

МПа К Параметры окружающей среды:

МПа К Давление и температура остаточных газов:

МПа К Процесс впуска.

Принимаем температуру подогрева свежего заряда и удельную газовую постоянную для воздуха соответственно равными:

К Дж/кг град Плотность заряда на впуске:

По опытным данным в современных автомобильных двигателях на номинальном режиме :

м/с где: -коэффициент затухания скорости движущегося заряда в рассматриваемом сечении цилиндра;

• -коэффициент сопротивления впускной системы, отнесенный к наиболее узкому ее сечению;
• -средняя скорость движения зарядов в наименьшем сечении впускной системы.

Принимаем:

м/с Тогда потери давления на впуске в двигатель:

МПа Давление в конце впуска:

МПа Коэффициент остаточных газов:

Температура в конце впуска:

К Коэффициент наполнения:

Процесс сжатия.

С учетом характерных значений показателя политропы сжатия для заданных параметров двигателя принимаем:

Давление в конце сжатия:

МПа Температура в конце сжатия:

К Средняя молярная теплоемкость заряда в конце сжатия без влияния остаточных газов :

кДж/(кмоль-град) Число молей остаточных газов:

кмоля Число молей газов в конце сжатия до сгорания:

кмоля Процесс сгорания.

Средняя молярная теплоемкость продуктов сгорания в дизеле:

кДж/(кмоль-град) Число молей газов после сгорания:

кмоля Расчетный коэффициент молекулярного изменения:

Принимаем коэффициент использования теплоты:

Количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания:

кДж/кг Количество теплоты, передаваемой газом при сгорании 1 кг топлива:

кДж/кг Температуру в конце сгорания определяют из уравнения сгорания для дизеля:

Решаем уравнение относительно Tz и находим:

К Максимальное давление в конце сгорания (теоретическое):

МПа Максимальное давление в конце сгорания (действительное):

МПа Степень повышения давления:

МПа.

К Проверим правильность ранее принятой температуры остаточных газов.

(Tr принято 1000 К):

К.

%.

Индикаторные параметры рабочего цикла двигателя.

Среднее индикаторное давление цикла для нескругленной индикаторной диаграммы:

МПа Принимаем коэффициент полноты индикаторной диаграммы:

МПа Индикаторный КПД:

Индикаторный удельный расход топлива:

двигатель топливо газ горючий.

г/(кВт-ч) Эффективные показатели двигателя.

Принимаем предварительную скорость поршня: м/с Определяем среднее давление механических потерь:

МПа Среднее эффективное давление:

МПа Механический КПД:

Эффективный КПД:

Эффективный удельный расход топлива:

г/(кВт-ч) Основные размеры цилиндра и удельные параметры двигателя Литраж двигателя:

л Рабочий объем цилиндра:

л Диаметр цилиндра:

мм Ход поршня:

мм Площадь поршня:

Средняя скорость поршня:

м/с Различие между принятой и фактической :

%.

Эффективный крутящий момент:

Н-м Часовой расход топлива:

кг/ч Литровая мощность:

кВт/л Удельная поршневая мощность:

Если принять массу сухого (незаправленного) двигателя с вспомогательным оборудованием по прототипу ЗИЛ-130:

кг то литровая масса.

кг/л и удельная масса:

кг/кВт Учитывая, что размеры цилиндра по расчету получены.