Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

 

Эксплуатационную мощность двигателя N_ен, для обеспечения заданных тягово-приводных и скоростных показателей трактора подсчитываем по формуле:

= кВт   (14)

где P_к.н.1 - номинальная касательная сила тяги на 1 основной передаче, кН.

N_вом - мощность, необходимая для привода рабочих машин от вала отбора мощности на расчетном тяговом режиме, кВт.

Номинальную касательную силу тяги на 1-ой передаче определяем по формуле: = 8,198 кН                    (15)

где P_f - сила сопротивления качению.

Она определяется по формуле:

= кН                               (16)

здесь G - вес трактора.

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ

ЗАДАЧИ РАСЧЕТА И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

В задачи теплового расчета двигателя, прежде всего, входит определение параметров состояния рабочего тела в характерных точках рабочего цикла двигателя и определение энергетических и экономических показателей цикла и двигателя, на основании которых рассчитываем также основные размеры двигателя (диаметр цилиндра и ход поршня). Основными исходными данными для расчета являются: номинальная эффективная мощность и соответствующая ей частота вращения коленчатого вала двигателя; степень сжатия; тип камеры сгорания; коэффициент избытка воздуха; вид топлива; расчетные параметры окружающей среды (давление и температура) и ряд других.

Тепловой расчет двигателя выполняем по исходным данным в соответствии с индивидуальным заданием на курсовую работу.

В задании на курсовую работу приводится часть необходимых для теплового расчета исходных данных, остальными задаемся, ориентируясь на прототип двигателя.

Тепловой расчет выполняем на ПЭВМ по программе, составленной на кафедре тракторов и автомобилей.

Среди исходных данных задаемся коэффициентом избытка воздуха a, подогревом заряда на впуске DT степенью повышения давления l_p.

Для номинального режима эти значения принимаем в пределах:

a = 1,3...1,65 - для дизельных двигателей с неразделенной камерой сгорания;

DT = 10...30 К - для дизелей без наддува;

l_p = 1,6...2,5 - для дизелей с неразделенной камерой сгорания.

На величину степени повышения давления влияет режим впрыска топлива, форма камеры сгорания и способ смесеобразования.

При выборе l_p учитываем, что увеличение l_p приводит к уменьшению степени предварительного расширения r. Для большинства дизелей r = 1,2...1,7 (большие значения характерны для раздельных камер сгорания).

Ниже приводятся обозначения величин с указанием их размерности, которые приняты в расчетных формулах. Эти обозначения приводятся, в основном, в том порядке, в каком они встречаются по алгоритму расчета.

 

Таблица 1.

Обозначения	Параметры	Размерность
1	2	3
mO	теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива	кг/кг топлива
МО	теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива	кмоль/кг топлива
М1	количество подаваемого свежего заряда на 1 кг топлива	кмоль/кг топлива
М2	Количество продуктов сгорания на 1кг топлива	кмоль/кг топлива
С	массовая доля углерода в топливе	-
Н	массовая доля водорода в топливе	-
О	массовая доля кислорода в топливе	-
nН	номинальная частота вращения	об/с
рO	расчетное атмосферное давление	МПа
Тс	расчетная температура окружающего воздуха	К
рК	давление после компрессора (на впуске)	МПа
TK	температура после компрессора (на впуске)	К
nK	показатель политропы сжатия в компрессоре	-
Dра	потеря давления на впуске	МПа
TK`	температура на впуске (с учетом подогрева)	К
DT	подогрев свежего заряда на впуске	К
ра	давление в цилиндре в конце впуска	МПа
ТА	температура в конце процесса впуска	К
e	степень сжатия	-
рr	давление в конце процесса впуска	МПа
Tr	температура в конце процесса впуска	К
hV	коэффициент наполнения цилиндров	-
gr	коэффициент остаточных газов	-
n1	показатель политропа сжатия	-
pc	давление в конце процесса сжатия	МПа
Тс	температура в конце процесса сжатия	К
a	коэффициент избытка воздуха	-
mт	молекулярная масса паров топлива	кг/кмоль
m0	химический коэффициент молеку- лярного изменения горючей смеси	-
m	Действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси
Hи	низшая теплота сгорания топлива	кДж/кг
Нрс	теплота сгорания рабочей смеси	кДж/кмоль
xz	коэффициент использования теплоты в процессе сгорания	-
Сvc	средняя мольная изохорная теплоемкость рабочей смеси	кДж/кмоль
Сvz	средняя мольная изохорная теплоемкость продуктов сгорания	кДж/кмоль
λp	степень повышения давления	-
рz	максимальное расчетное давление в цикле	МПа
Тz	температура в конце процесса сгорания	К
А	коэффициент в уравнении для расчета Тz	кДж/кмоль
B	коэффициент в уравнении для расчета Тz	кДж/кмоль
F	коэффициент в уравнении для расчета Тz	кДж/кмоль
r	степень предварительного расширения	-
n2	показатель политропы расширения	-
d	степень последующего расширения	-
pB	давление в конце процесса расширения	МПа
TB	температура в конце процесса расширения	К
pi	теоретическое среднее индикаторное давление	МПа
pi	среднее индикаторное давление	МПа
pк	плотность заряда на впуске	кг/м
R	газовая постоянная для воздуха	Дж/кгК
hi	индикаторный КПД	-
n	коэффициент полноты индикаторной диаграммы	-
gi	удельный индикаторный расход топлива	г/кВтч

 

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

 

Формулы приведены по каждому процессу, составляющему действительный цикл ДВС, а также для расчета индикаторных показателей. Обозначения величин, входящих в формулу, и их размерности приведены выше.

Процесс впуска

Процесс впуска является сложным газодинамическим процессом, на протекание которого оказывает влияние большое количество факторов. При расчете определяем давление и температура рабочего тела в конце процесса впуска, а также коэффициент остаточных газов и коэффициент наполнения цилиндров.

p_a = p_к - Dp_a                                                  (17)

Величина потерь давления на впуске зависит от параметров впускаемого тракта и быстроходности двигателя и лежит в пределах:

Dp_a = (0,04...0,18)p₀ - для дизельных двигателей без наддува.

На ПВЭМ Dp_к рассчитываем по эмпирической формуле: для дизельных двигателей без наддува

Dp_a = (0,01 + 3 ×10 ^-3 n_н) p₀                           (18)

При этом для дизельных двигателей без наддува принимаем:

p₀= 0,1МПа, Т_к = Т₀= 288К.

Т’_к = Т_к + DТ                                                 (19)

                                  (20)

                                       (21)

                                       (22)

Значениями p_r и T_r входящими в формулы (20)...(22) предварительно задаемся:

p_r = (1,05...1,25) p₀ - для двигателей без турбонаддува;

Т_r= 700...950К - для дизельных ДВС.

При этом большие значения p_r принимаем для высокооборотных двигателей. Задаваясь величиной Тr, учитываем, что при увеличении степени сжатия она снижается, а при увеличении оборотов - возрастает. Величина Т_r корректируется после расчета процесса выпуска.

 

Процесс сжатия

При расчете процесса сжатия определяем давление и температуру в конце процесса сжатия, полагая, что сжатие представляет собой политропный процесс с показателем политропы n₁.

p_c = p_a e                                                                          (23)

Т_с = Т_аe                                                                    (24)

Величина среднего значения показателя политропы n₁ зависит от степени сжатия, быстроходности двигателя, теплообмена и других факторов. Для дизельных двигателей его значение лежит в пределах:

n₁ = 1,34...1,39.

В программе расчета на ПЭВМ для определения n₁, используем эмпирические формулы:

для дизельных двигателей

n₁=1,368-[1,5×10^-4+2×10^-6(e-1)](T_а-400)-1,5×10^-3(e-10)+0,002*(n_ен-30) (27)

 

Процесс сгорания

В процессе сгорания достигаются максимальные значения давления и температуры рабочего тела в цикле, определение которых и составляет основную задачу расчета процесса сгорания.

При расчете учитываем состав топлива и качество горючей смеси, а также способ смесеобразования, который влияет на выбор степени повышения давления l_р.

                                    (26 )

                                    (27)

                                                       (28)

 , при a< 1                   (29)

 , при a>=1                      (30)

                                                         (31)

                                         (32)

(33)

                                       (34)

Температуру в конце видимого процесса сгорания Тz определяем из уравнения сгорания, которое имеет вид:

x_Z H _р.см + (С_vc + 8,314l_p) Т_c = m (С_vz + 8,314)Т_z                          (35)

После подстановки приближенных эмпирических выражений для теплоемкостей:

C_Vc= 20,16 + 1,728 10^-3 Т_с ;                                   (36)

C_Vz=(18,4+2,6a)+(1,549+1,382/a)10^-3Т_z, при a< 1; (37)

C_Vz=(20,10+0,92/a)+(1,549+1,382/a)10^-3Т_z, при a>1;   (38)

уравнение сгорания приводим к виду

АT_z² + ВТ_z + F = 0 .                                               (39)

От­сю­да:

                                                (40)

где, коэффициенты определяются выражениями:

A = (1,549 + 1,382/a)10^-3 ;

B = (28,414 + 0,92/a)m ;                                                  (41)

F = -(0,82H_рс + 20,16 Т_c+ 8,314 Т_c l_p + 1,728T_c²10 ^–3)

р_z = l_р p_с - для дизельных ДВС                            (42)

r = m Т/ l _р Т_c.                                                                                                 (43)

Процесс расширения

При расчете полагается, что расширение является политропным процессом с постоянным показателем политропы n₂.

р_в=р_z/d                                                                 (44)

                                                         (45)

Значение среднего показателя политропы n₂ , также как и n₁ , зависит от многих факторов и лежит в пределах:

n₂ =1,24...1,30 - для дизельных ДВС.

В программе расчета их находим по эмпирическим формулам:

n₂ = 1,263 - 2,6*10^-5 (T_z - 2000) + 4*10^-4 d+ 0,028( a - 1) (46)

 

Процесс выпуска

Значениями давления р_b и температуры Т_b в конце процесса задаем на начальной стадии теплового расчета.

Проверку ранее принятой температуры остаточных газов производим по формуле:

                                                                  (47)

Если полученное по этой формуле значение Т_r существенно отличается от принятого ранее (dT_r > 10%),то корректируем расчет процессов цикла при уточненном значении Т_r , принятом предварительно в разделе 2.2.1.

В программе расчета величина отклонения Т_r допускается не более 10К.