Определение параметров газообмена

Конструкторская часть

Расчет рабочего цикла дизеля

Выбор и обоснование исходных данных

Степень сжатия

Минимальная степень сжатия для дизелей должна обеспечивать в конце процесса сжатия получение минимальной температуры, необходимой для самовоспламенения впрыснутого топлива. Выбор степени сжатия для дизелей прежде всего определяется формой камеры сгорания и способом смесеобразования. В зависимости от этих параметров значение степени сжатия e дизелей находится в пределах 11…17.

Принимаем =17.

Коэффициент избытка воздуха

Уменьшение коэффициента избытка воздуха до возможных пределов повышает литровую мощность дизеля, но одновременно с этим значительно возрастает теплонапряженность двигателя, особенно деталей поршневой группы, увеличивается дымность выпускных газов. Лучшие образцы современных автотракторных дизелей с наддувом устойчиво работают на номинальном режиме без существенного перегрева при =1,5…2,2.

Принимаем =2

Коэффициент активного тепловыделения характеризует количество теплоты, которое сообщается рабочему телу и используется на повышение внутренней энергии газа и совершение механической работы. На величину коэффициента тепловыделения в точке ²z² x_z влияет неполнота сгорания, диссоциация продуктов сгорания и отдача части выделенной теплоты в охлаждающую среду. Опытные значения коэффициента активного тепловыделения составляют: x_z=0,65¸0,85; x_b=0,82¸0,92. Принимаем x_z=0,85; x_b=0,92.

Максимальное давление сгорания

Максимальное давление сгорания принимаем на основании уже существующих прототипов.

Принимаем =9,5 МПа.

Исходные данные к тепловому расчету:

Эффективная мощность Р_е, кВт 250

Частота вращения n, мин^-1 2600

Степень сжатия e_с 17

Коэффициент избытка воздуха a₁ 2

Коэффициент использования тепла в точке ²b² x_b 0,9

Коэффициент использования тепла в точке ²z² x_z 0,8

Максимальное давление сгорания p_max, МПа 9,5

Температура остаточных газов T_r, K 800

Подогрев свежего заряда от стенок DТ, К 10

Адиабатный КПД компрессора h_к.ад 0,75

Коэффициент полноты индикаторной диаграммы j_п 0,97

Низшая теплотворная способность топлива H_u, МДж/кг 42,5

Давление окружающей среды Р_а, МПа 0,1

Температура окружающей среды Т_а, К 288

Определение параметров газообмена.

Литраж проектируемого двигателя:

л. (2.1)

Среднее эффективное давление:

МПа. (2.2)

Ориентировочно определим требуемое давление наддува:

МПа. (2.3)

Температура воздуха на выходе из компрессора:

К. (2.4)

Так как полученное значение температуры больше 340 К, то необходимо ввести охлаждение наддувочного воздуха. Примем снижение воздуха в охладителе ºС, потери давления воздуха в охладителе МПа.

Уточненная температура воздуха на выходе компрессора

К. (2.5)

Температура воздуха после холодильника

К. (2.6)

Давление на выходе из компрессора:

МПа. (2.7)

Давление в цилиндре в конце впуска:

; (2.8)

МПа.

Давление остаточных газов в цилиндре:

; (2.9)

где - отношение давления наддува к давлению перед турбиной.

Принимаем . Тогда:

МПа.

Коэффициент наполнения:

(2.10)

Коэффициент остаточных газов:

. (2.11)

Температура в начале сжатия:

К. (2.12)