4. Calcularea procesului de admitere
Procedeu de admisie este un proces complex termodinamic într-un sistem termodinamic deschis, care este însoțită de o modificare a volumului cilindrului, secțiunea de curgere a supapelor de admisie, rezistența de admisie. În acest proces, toate fenomenele disipative apar datorită fricțiunii, transferului de căldură și difuziei. Calculul exact al procesului de admisie este posibil numai pe baza unei soluții numerice a sistemului de ecuații diferențiale, care depășește sfera de lucru a acestui curs.
În lucrarea de față, ne limităm la determinarea parametrilor fluidului de lucru la sfârșitul procesului de admisie, folosind numeroasele date experimentale obținute prin studierea motoarelor de acest tip.
Pentru începutul ciclului, luați punctul "r", care corespunde sfârșitului procesului de eliberare sau începutul aportului, iar pistonul este în TDC. Cantitatea de fluid de lucru din cilindru este minimă, astfel încât erorile în evaluarea parametrilor fluidului de lucru au un efect relativ redus asupra rezultatului global al calculului.
Pe baza datelor experimentale statistice, luăm parametrii lichidului de lucru la punctul "r" pentru motoare pe benzină cu supraalimentare:
Presiunea din cilindru la capătul orificiului de admisie diferă de presiunea de presiune Pk în partea inferioară datorită căderii de presiune la intrare (în principal în dispozitivele de supapă):
unde = (0,05-0,15). PC este pierderea de presiune la intrare.
Presiunea din cilindru la sfârșitul admisiei este:
Temperatura din cilindru la sfârșitul admisiei este determinată de formula obținută pe baza bilanțului energetic la intrare:
unde - creșterea temperaturii încărcăturii proaspete la intrare datorită încălzirii din pereți (pentru motoare diesel = 20 - 40 K);
γ - coeficientul gazelor reziduale (pentru motoarele diesel γ = 0-0,05);
Temperatura din cilindru la sfârșitul admisiei este determinată de formula (5.2):
Valorile lui Tr și γ, luate în calculul procesului de admisie, pot fi ulterior verificate și, dacă este necesar, rafinate.
Cea mai importantă caracteristică a procesului de admisie este coeficientul de umplere ηv. care este egală cu cantitatea de încărcare proaspătă în cilindru sosit efectiv, la valoarea teoretică a încărcăturii proaspete, care este plasat în volumul de lucru al cilindrului la parametrii de intrare (Pk, Tk).
Pentru a calcula factorul de umplere, formula este:
Factorul de umplere afectează cantitatea de încărcare proaspătă în cilindru și, prin urmare, puterea. Prin urmare, în orice fel se străduiesc să mărească factorul de umplere, reducând pierderile la intrare () și curățând camera de ardere în timpul schimbului de gaze.
5. Calcularea procesului de compresie
În procesul de comprimare, volumul scade, astfel încât presiunea și temperatura corpului în cilindru cresc. Procesul de comprimare este puternic influențat de schimbul de căldură cu pereții, precum și de frecare și difuzie la mișcarea și amestecarea fluidului de lucru. Schimbul de căldură cu pereții duce la aprovizionarea cu căldură a corpului de lucru atunci când temperatura acestuia este scăzută. La sfârșitul procesului de comprimare, fluidul de lucru depășește temperatura de temperatura peretelui și direcția fluxului de căldură este schimbată - este dirijat din fluidul de lucru la pereți, adică există un radiator. Prin urmare, procesul de comprimare este complex politropic cu indice variabil al procesului politropic.
Pentru a determina parametrii lichidului de lucru la sfârșitul compresiei, se utilizează conceptul unui proces politropic condițional cu un indice mediu constant n1. Valorile lui n1 sunt determinate pentru diferite tipuri de motoare prin prelucrarea numeroaselor scheme de indicatori experimentali (pentru motoarele diesel n1 = 1,32 - 1,39)
Pe baza ecuațiilor procesului politropic, presiunea la sfârșitul compresiei:
Temperatura la sfârșitul comprimării:
La sfârșitul procesului de comprimare (condițional în punctul "c") începe procesul de combustie, care are loc diferit în cazul motoarelor pe benzină și diesel.
În motoarele pe benzină, aproape toate amestecurile sunt pregătite pentru combustie, rata medie de ardere este ridicată, iar timpul de ardere este relativ mic.
6. Calcularea procesului de combustie
ecuația de ardere exprimă echilibrul energetic al procesului de ardere bazat pe o prima lege a termodinamicii, în acest caz, având în vedere faptul că o parte din căldura furnizată către fluidul de lucru la V = const. iar cealaltă parte - pentru p = const.
Ecuația are forma:
unde R = 8,314 este constanta gazului universal;
- gradul de creștere a presiunii în timpul arderii;
Pentru a determina valoarea B, presiunea maximă de ardere este setată mai întâi la:
pentru motoare de medie tensiune:
Pz = 10-12 MPa;
pentru motoarele de mare putere:
pz = 12-14 MPa;
= 0,65 - 0,85 - pentru motoare diesel;
H u este căldura de combustie a motorinei (a se vedea tabelul 3);
C vz este capacitatea de căldură a produselor de combustie.
Valorile z Pz și furnizate în detrimentul ajustării combustibilului și aparatelor de proiectare (profilul camei a pompei de combustibil, modelele supapă de injecție, arc duză forța de strângere, numărul și mărimea găurilor de pulverizare).
Produsele de combustie dintr-un motor diesel conțin întotdeauna exces de aer, deoarece motorul funcționează la> 1. Prin urmare, capacitatea de căldură a produselor de combustie se calculează ca și pentru amestec:
unde C vcb este capacitatea de căldură a produselor "curate" de ardere și, respectiv, de aer determinate din tabelul de la Tz (tc) prin metoda interpolării.
Ecuația de combustie conține două variabile Tz și -n, deci este rezolvată în raport cu Tz prin metode aproximative. În acest caz, se utilizează o soluție grafică.
Calculăm partea dreaptă a ecuației:
Pentru partea stângă a ecuației, compilam tabelul 8.1 în intervalul temperaturilor așteptate Tz.
Tabelul 8.1 - Calculul ecuației de combustie.
Figura 8.1 - Soluția grafică a ecuației de combustie
Temperatura Tz = 1985 K găsită este temperatura maximă a ciclului, se utilizează în calcule ulterioare.
Grad de pre-extindere:
7. Calcularea procesului de extindere
În procesul de extindere, un rol important îl au fenomenele asociate cu participarea la căldură:
la începutul expansiunii, există o sursă de căldură datorată arderii de combustibil (punctul "Z" indică sfârșitul arderii condiționale la atingerea temperaturii maxime);
La sfârșitul expansiunii, se produce o eliminare intensivă a căldurii datorită diferențelor mari de temperatură a fluidului de lucru și a pereților.
Prin urmare, procesul de extindere este complex - politropic cu exponent variabil politropic. În calculele se înlocuiește convențional - proces politropic mediu constant exponent politropic, care se bazează pe numeroase rezultate experimentale este selectat în intervalul n2 = 1.18-1.28 pentru motoarele diesel
La motoarele diesel, rata de expansiune este:
Pe baza ecuațiilor pentru procesul politropic, determinăm presiunea la sfârșitul expansiunii:
Temperatura la sfârșitul expansiunii:
8. Verificarea calculului procesului de admisie
În procesul de eliberare, există o extindere suplimentară a fluidului de lucru, adică o scădere a presiunii și o creștere. volumul specific și deplasarea acestuia de pe cilindru. La punctul 6, parametrii de la începutul intrării (sau sfârșitul eliberării) au fost luați pe baza recomandărilor statistice ale Pr și Tr.
Acum se poate verifica corectitudinea alegerii acestor cantități.
Considerăm că procesul de emitere este condiționat - politropic cu un indice mediu.
Apoi prin ecuația politropică avem:
Diferența în valoarea lui Tr este permisă. calculată din ecuație, de la valoarea adoptată anterior de 50-60 K. Dacă condiția de mai sus este îndeplinită, atunci aceasta înseamnă că calculul este corect. În cazul nostru, diferența nu depășește limitele admise.
Coeficientul gazelor reziduale este verificat prin formula:
unde Vm este factorul de evacuare a camerei în timpul schimbului de gaze (valoarea variază de la Vp = 0 (fără purjare) la Vp = 1 (purjare completă)).
Valoarea găsită de formula este comparată cu cea luată anterior între ele trebuie să fie o potrivire.
În general, se poate observa faptul că erorile semnificative în estimarea valorilor Tr și efect relativ mic asupra rezultatului final, deoarece pistonul este în punctul mort superior (la începutul sau la sfârșitul admisie de evacuare) și camera de lucru este numărul minim al fluidului de lucru. Din acest motiv, această stare este considerată începutul ciclului (începutul calculului).
9. Calcularea ciclului de funcționare
Indicatorii ciclului de lucru sunt împărțiți în energie (muncă, putere, presiune medie) și economici (eficiența consumului specific de combustibil). În primul rând, determinăm indicatorii indicatori care caracterizează energia și economia din cilindru.
Presiunea medie indicată a indicatorului este determinată de formula obținută pe baza relațiilor termodinamice care caracterizează lucrarea în timpul deplasării pistonului în diferite procese ale ciclului:
Presiunea medie a indicatorului real:
în care - indicator plinătate coeficient diagramă care ia în considerare diagrama reală indicator diferență a calculat (la punctele caracteristice , cu, z1, z, b pe cifra calculată, există fracturi de fapt, toate procesele rula lin una într-alta) pentru motoarele diesel
Indicatorul eficienței ciclului de lucru:
Consum specific consumului de combustibil:
Performanța eficientă a motorului, care caracterizează puterea și economia pe arbore, diferă de indicatoarele de indicator (în cilindru) datorate pierderilor mecanice, care includ:
a) pierderi de frecare la toate elementele în mișcare;
b) consumul de energie pentru antrenarea tuturor mecanismelor auxiliare (pompe, ventilatoare, generatoare etc.);
c) consumul de energie pentru schimbul de gaze (pierderile de pompare).
Efectul pierderilor mecanice este luat în considerare cu ajutorul eficienței mecanice, care se încadrează în limitele motoarelor diesel: = 0,7-0,8.
Presiunea medie efectivă este:
Eficiența eficientă a motorului:
Consum specific de combustibil eficient:
Arta similara:
Verificarea calculului motorului cu combustie internă a mașinii VAZ
a. 6. Proiectarea și calcularea motoarelor cu combustie internă. / Ed. NH Dyachenko. - M. Mashinostroenie, 1979. - 392 p. 7. Proiectarea și calculul motoarelor pentru tractoarele auto. / Wiechert.
Calcul termic și dinamic al motorului pe benzină combustie internă VAZ-2103
Curs de lucru >> Transport
Calcul termic și dinamic al motorului cu combustie internă pe benzină VAZ-2103 Introducere Calculul termic al motorului servește la determinarea parametrilor. puterea și consumul de combustibil. Metoda de calcul se bazează pe metoda VI. Grinevetsky, în viitor.
Calcularea motoarelor cu ardere internă ale tractoarelor
Curs de lucru >> Transport
constă în mastering metodologia și abilitățile unei soluții independente pentru proiectarea și calcularea tractoarelor pentru ardere internă bazate pe.
Testarea pe benzină a motoarelor cu combustie internă
Carte >> Industrie, fabricare
motoare cu ardere internă. - М .: Высш. shk, 1975.-320 s. Anexa 1 Catedra "Tehnologia termică și motoarele termice" SibADI Laboratorul de testare a motorului.
Dezvoltarea zonei de încercare și încercare a motoarelor cu ardere internă
Teză >> Transport
detalii datorită efectelor forței și căldurii hd. Pe grosime. Scoateți motorul. Calcularea greutății cadrului standului pentru ruperea motoarelor cu combustie internă. o abordare metodică unificată a calculului ar trebui să utilizeze metodologia. care este stabilit în.
Articole similare
-
Calculul unui reductor elicoidal cilindric monoetajat - cursuri, pagina 5
-
Motoarele cu jet și principiile de funcționare a unui motor termic
Trimiteți-le prietenilor: