Вило-погрузчик МТЗ-80
На тяговом режиме работы погрузчика сумма всех сопротивлений: где WBH - сопротивление внедрению ковша в штабель Wf - сопротивление качению колес Wh - сопротивление при движении на подъем где KBH - удельное сопротивление внедрению (20 кПа для...
Двигатели внутреннего сгорания
Теплота сгорания израсходованного топлива: (51) Эквивалентная эффективная теплота работы двигателя:...
Комплексный расчет двигателя внутреннего сгорания ВАЗ-2110
- построение индикаторной диаграммы; - кинематический и динамический расчеты двигателя; - расчет и построение теоретической скоростной характеристики двигателя. 1. Расчет необходимой номинальной мощности д.в.с...
Комплексный расчет двигателя внутреннего сгорания ВАЗ-2110
Количество теплоты, выделяемой при сгорании, вводимого в двигатель топлива за определённое время: Q0=QHЧGT/3600; Q0=43500*29,7/3600=358,9 кДж/с. Теплота, эквивалентная эффективной работе: Qе=Ne=90,9 кДж/с. Количество теплоты...
Параметры двигателя марки КАМАЗ-740.11-240
Общее количество теплоты, введенное в двигатель с топливом, Дж/с Q0 = Hu· Gт/ 3,6 Q0 = Hu· Gт/ 3,6=42440·44,894/3,6=529250 Дж/с Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 секунду, Дж/с Qe = 1000 · Ne Qe = 1000 · Ne =1000·199,53=199530 Дж/с Теплота, передаваемая охлаждающей среде...
Проверочный расчет двигателя ВАЗ 11194
...
Проверочный расчет двигателя ВАЗ 11194
Для количественной оценки распределения теплоты в двигателе тепловой баланс представляют в виде суммы абсолютных значений его составляющих, Дж/с: - для бензиновых двигателей: Qо=Qe+Qг+Qв+Qн.с.+Qост (2...
Проектирование двигателя внутреннего сгорания
Q0 = Qе + Qг + Qн + Qост + Qохл, . Qе = Q0е=2437,1·0,00003=0,02 = . Qост = (0,02 0,08)Gе. Qохл = Q0 - (Qе + Qг + Qн + Qост)...
Проектирование и расчет двигателя внутреннего сгорания
Уравнение теплового баланса имеет вид: (1.74) где Qo - общее количество теплоты, введённое в цилиндр, Дж/с; Qe - теплота, эквивалентная эффективной работе двигателя, Дж/с; Qохл - теплота, отданная окружающей среде, Дж/с; Qr - теплота...
Проектирование процесса оказания услуг на шиномонтажном участке
Годовой расход тепловой энергии Qг, Кдж, на отопление здания подсчитывается по формуле: Q v--qoVa(te-tom. пер.) ·24Zom. пер. (3.11) где: q -удельная тепловая характеристика здания, зависящая от объема здания, (до 5000 м3, равна 1...
Расчет двигателя ВАЗ 21011
Общее количество теплоты, введеной в двигатели при номинальном скоростном режиме =169497 (1.59) Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 с (1.60) Теплота, передаваемая охлаждающей среде = (1.61) Теплота унесенная с отработавшими газами (1...
Расчет карбюраторного двигателя
Тепло, выделяющееся при сгорании топлива в цилиндрах двигателя, не может быть полностью преобразовано в полезную механическую работу...
Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания
Определяем количество теплоты, введенной в двигатель с топливом: Qo=HuGt / 3,6, Дж/с; (72) Qo = 43900 18,05 / 3,6 = 220100 Дж/сек. Определяем теплоту, эквивалентную эффективной работе за 1с: Qe=1000Ne, Дж/с. (73) Определяем теплоту...
Тепловой расчет и тепловой баланс двигателя ЯМЗ-238 (дизельное топливо)
дизельный двигатель сгорание грузовой Тепловой баланс в общем виде (1/стр.140): общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом. Теплота эквивалентная эффективной работе за 1 сек. (1/стр.140): Теплота, передаваемая окружающей среде (1/стр...
Тепловой расчёт двигателя Д-120 и расчет эксплуатационных показателей трактора Т-30А
Распределение тепла, выделяемого при сгорании топлива происходит на следующие составляющие: Qе = Nе = 25 кДж/с - тепло превращенное в эффективную работу. - тепло теряемое с отработавшими газами...
tran.bobrodobro.ru
Двигатели внутреннего сгорания
Теплота сгорания израсходованного топлива: (51) Эквивалентная эффективная теплота работы двигателя:...
Комплексный расчет двигателя внутреннего сгорания ВАЗ-2110
- построение индикаторной диаграммы; - кинематический и динамический расчеты двигателя; - расчет и построение теоретической скоростной характеристики двигателя. 1. Расчет необходимой номинальной мощности д.в.с...
Комплексный расчет двигателя внутреннего сгорания ВАЗ-2110
Количество теплоты, выделяемой при сгорании, вводимого в двигатель топлива за определённое время: Q0=QHЧGT/3600; Q0=43500*29,7/3600=358,9 кДж/с. Теплота, эквивалентная эффективной работе: Qе=Ne=90,9 кДж/с. Количество теплоты...
Параметры двигателя марки КАМАЗ-740.11-240
Общее количество теплоты, введенное в двигатель с топливом, Дж/с Q0 = Hu· Gт/ 3,6 Q0 = Hu· Gт/ 3,6=42440·44,894/3,6=529250 Дж/с Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 секунду, Дж/с Qe = 1000 · Ne Qe = 1000 · Ne =1000·199,53=199530 Дж/с Теплота, передаваемая охлаждающей среде...
Проверочный расчет двигателя ВАЗ 11194
...
Проверочный расчет двигателя ВАЗ 11194
Для количественной оценки распределения теплоты в двигателе тепловой баланс представляют в виде суммы абсолютных значений его составляющих, Дж/с: - для бензиновых двигателей: Qо=Qe+Qг+Qв+Qн.с.+Qост (2...
Проектирование двигателя внутреннего сгорания
Q0 = Qе + Qг + Qн + Qост + Qохл, . Qе = Q0е=2437,1·0,00003=0,02 = . Qост = (0,02 0,08)Gе. Qохл = Q0 - (Qе + Qг + Qн + Qост)...
Проектирование и расчет двигателя внутреннего сгорания
Уравнение теплового баланса имеет вид: (1.74) где Qo - общее количество теплоты, введённое в цилиндр, Дж/с; Qe - теплота, эквивалентная эффективной работе двигателя, Дж/с; Qохл - теплота, отданная окружающей среде, Дж/с; Qr - теплота...
Проектирование процесса оказания услуг на шиномонтажном участке
Годовой расход тепловой энергии Qг, Кдж, на отопление здания подсчитывается по формуле: Q v--qoVa(te-tom. пер.) ·24Zom. пер. (3.11) где: q -удельная тепловая характеристика здания, зависящая от объема здания, (до 5000 м3, равна 1...
Расчет автотракторного двигателя внутреннего сгорания (прототип ЗИЛ-130)
...
Расчет двигателя ВАЗ 21011
Общее количество теплоты, введеной в двигатели при номинальном скоростном режиме =169497 (1.59) Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 с (1.60) Теплота, передаваемая охлаждающей среде = (1.61) Теплота унесенная с отработавшими газами (1...
Расчет карбюраторного двигателя
Тепло, выделяющееся при сгорании топлива в цилиндрах двигателя, не может быть полностью преобразовано в полезную механическую работу...
Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания
Определяем количество теплоты, введенной в двигатель с топливом: Qo=HuGt / 3,6, Дж/с; (72) Qo = 43900 18,05 / 3,6 = 220100 Дж/сек. Определяем теплоту, эквивалентную эффективной работе за 1с: Qe=1000Ne, Дж/с. (73) Определяем теплоту...
Тепловой расчет и тепловой баланс двигателя ЯМЗ-238 (дизельное топливо)
дизельный двигатель сгорание грузовой Тепловой баланс в общем виде (1/стр.140): общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом. Теплота эквивалентная эффективной работе за 1 сек. (1/стр.140): Теплота, передаваемая окружающей среде (1/стр...
Тепловой расчёт двигателя Д-120 и расчет эксплуатационных показателей трактора Т-30А
Распределение тепла, выделяемого при сгорании топлива происходит на следующие составляющие: Qе = Nе = 25 кДж/с - тепло превращенное в эффективную работу. - тепло теряемое с отработавшими газами...
tran.bobrodobro.ru
Двигатели внутреннего сгорания
Теплота сгорания израсходованного топлива: (51) Эквивалентная эффективная теплота работы двигателя:...
Комплексный расчет двигателя внутреннего сгорания ВАЗ-2110
- построение индикаторной диаграммы; - кинематический и динамический расчеты двигателя; - расчет и построение теоретической скоростной характеристики двигателя. 1. Расчет необходимой номинальной мощности д.в.с...
Комплексный расчет двигателя внутреннего сгорания ВАЗ-2110
Количество теплоты, выделяемой при сгорании, вводимого в двигатель топлива за определённое время: Q0=QHЧGT/3600; Q0=43500*29,7/3600=358,9 кДж/с. Теплота, эквивалентная эффективной работе: Qе=Ne=90,9 кДж/с. Количество теплоты...
Параметры двигателя марки КАМАЗ-740.11-240
Общее количество теплоты, введенное в двигатель с топливом, Дж/с Q0 = Hu· Gт/ 3,6 Q0 = Hu· Gт/ 3,6=42440·44,894/3,6=529250 Дж/с Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 секунду, Дж/с Qe = 1000 · Ne Qe = 1000 · Ne =1000·199,53=199530 Дж/с Теплота, передаваемая охлаждающей среде...
Проверочный расчет двигателя ВАЗ 11194
...
Проверочный расчет двигателя ВАЗ 11194
Для количественной оценки распределения теплоты в двигателе тепловой баланс представляют в виде суммы абсолютных значений его составляющих, Дж/с: - для бензиновых двигателей: Qо=Qe+Qг+Qв+Qн.с.+Qост (2...
Проектирование двигателя внутреннего сгорания
Q0 = Qе + Qг + Qн + Qост + Qохл, . Qе = Q0е=2437,1·0,00003=0,02 = . Qост = (0,02 0,08)Gе. Qохл = Q0 - (Qе + Qг + Qн + Qост)...
Проектирование и расчет двигателя внутреннего сгорания
Уравнение теплового баланса имеет вид: (1.74) где Qo - общее количество теплоты, введённое в цилиндр, Дж/с; Qe - теплота, эквивалентная эффективной работе двигателя, Дж/с; Qохл - теплота, отданная окружающей среде, Дж/с; Qr - теплота...
Проектирование процесса оказания услуг на шиномонтажном участке
Годовой расход тепловой энергии Qг, Кдж, на отопление здания подсчитывается по формуле: Q v--qoVa(te-tom. пер.) ·24Zom. пер. (3.11) где: q -удельная тепловая характеристика здания, зависящая от объема здания, (до 5000 м3, равна 1...
Расчет двигателя ВАЗ 21011
Общее количество теплоты, введеной в двигатели при номинальном скоростном режиме =169497 (1.59) Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 с (1.60) Теплота, передаваемая охлаждающей среде = (1.61) Теплота унесенная с отработавшими газами (1...
Расчет и конструирование бензинового двигателя мощностью 50 кВт при частоте вращения коленчатого вала 5500 мин
...
Расчет карбюраторного двигателя
Тепло, выделяющееся при сгорании топлива в цилиндрах двигателя, не может быть полностью преобразовано в полезную механическую работу...
Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания
Определяем количество теплоты, введенной в двигатель с топливом: Qo=HuGt / 3,6, Дж/с; (72) Qo = 43900 18,05 / 3,6 = 220100 Дж/сек. Определяем теплоту, эквивалентную эффективной работе за 1с: Qe=1000Ne, Дж/с. (73) Определяем теплоту...
Тепловой расчет и тепловой баланс двигателя ЯМЗ-238 (дизельное топливо)
дизельный двигатель сгорание грузовой Тепловой баланс в общем виде (1/стр.140): общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом. Теплота эквивалентная эффективной работе за 1 сек. (1/стр.140): Теплота, передаваемая окружающей среде (1/стр...
Тепловой расчёт двигателя Д-120 и расчет эксплуатационных показателей трактора Т-30А
Распределение тепла, выделяемого при сгорании топлива происходит на следующие составляющие: Qе = Nе = 25 кДж/с - тепло превращенное в эффективную работу. - тепло теряемое с отработавшими газами...
tran.bobrodobro.ru
Двигатели внутреннего сгорания
Теплота сгорания израсходованного топлива: (51) Эквивалентная эффективная теплота работы двигателя:...
Комплексный расчет двигателя внутреннего сгорания ВАЗ-2110
- построение индикаторной диаграммы; - кинематический и динамический расчеты двигателя; - расчет и построение теоретической скоростной характеристики двигателя. 1. Расчет необходимой номинальной мощности д.в.с...
Комплексный расчет двигателя внутреннего сгорания ВАЗ-2110
Количество теплоты, выделяемой при сгорании, вводимого в двигатель топлива за определённое время: Q0=QHЧGT/3600; Q0=43500*29,7/3600=358,9 кДж/с. Теплота, эквивалентная эффективной работе: Qе=Ne=90,9 кДж/с. Количество теплоты...
Параметры двигателя марки КАМАЗ-740.11-240
Общее количество теплоты, введенное в двигатель с топливом, Дж/с Q0 = Hu· Gт/ 3,6 Q0 = Hu· Gт/ 3,6=42440·44,894/3,6=529250 Дж/с Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 секунду, Дж/с Qe = 1000 · Ne Qe = 1000 · Ne =1000·199,53=199530 Дж/с Теплота, передаваемая охлаждающей среде...
Проверочный расчет двигателя ВАЗ 11194
...
Проверочный расчет двигателя ВАЗ 11194
Для количественной оценки распределения теплоты в двигателе тепловой баланс представляют в виде суммы абсолютных значений его составляющих, Дж/с: - для бензиновых двигателей: Qо=Qe+Qг+Qв+Qн.с.+Qост (2...
Проектирование двигателя внутреннего сгорания
Q0 = Qе + Qг + Qн + Qост + Qохл, . Qе = Q0е=2437,1·0,00003=0,02 = . Qост = (0,02 0,08)Gе. Qохл = Q0 - (Qе + Qг + Qн + Qост)...
Проектирование и расчет двигателя внутреннего сгорания
Уравнение теплового баланса имеет вид: (1.74) где Qo - общее количество теплоты, введённое в цилиндр, Дж/с; Qe - теплота, эквивалентная эффективной работе двигателя, Дж/с; Qохл - теплота, отданная окружающей среде, Дж/с; Qr - теплота...
Проектирование процесса оказания услуг на шиномонтажном участке
Годовой расход тепловой энергии Qг, Кдж, на отопление здания подсчитывается по формуле: Q v--qoVa(te-tom. пер.) ·24Zom. пер. (3.11) где: q -удельная тепловая характеристика здания, зависящая от объема здания, (до 5000 м3, равна 1...
Расчет автотракторного двигателя внутреннего сгорания (прототип ЗИЛ-130)
...
Расчет двигателя ВАЗ 21011
Общее количество теплоты, введеной в двигатели при номинальном скоростном режиме =169497 (1.59) Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 с (1.60) Теплота, передаваемая охлаждающей среде = (1.61) Теплота унесенная с отработавшими газами (1...
Расчет карбюраторного двигателя
Тепло, выделяющееся при сгорании топлива в цилиндрах двигателя, не может быть полностью преобразовано в полезную механическую работу...
Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания
Определяем количество теплоты, введенной в двигатель с топливом: Qo=HuGt / 3,6, Дж/с; (72) Qo = 43900 18,05 / 3,6 = 220100 Дж/сек. Определяем теплоту, эквивалентную эффективной работе за 1с: Qe=1000Ne, Дж/с. (73) Определяем теплоту...
Тепловой расчет и тепловой баланс двигателя ЯМЗ-238 (дизельное топливо)
дизельный двигатель сгорание грузовой Тепловой баланс в общем виде (1/стр.140): общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом. Теплота эквивалентная эффективной работе за 1 сек. (1/стр.140): Теплота, передаваемая окружающей среде (1/стр...
Тепловой расчёт двигателя Д-120 и расчет эксплуатационных показателей трактора Т-30А
Распределение тепла, выделяемого при сгорании топлива происходит на следующие составляющие: Qе = Nе = 25 кДж/с - тепло превращенное в эффективную работу. - тепло теряемое с отработавшими газами...
tran.bobrodobro.ru
Министерство образования РФ государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Пермский государственный технический университет
Кафедра «Автомобили и технологические машины»
Курсовой проект
по дисциплине «Двигатели внутреннего сгорания»
Тема: «Тепловой расчет и тепловой баланс двигателя ЯМЗ-238 (дизельное топливо)»
Выполнил студент Соловьев П. А.
Проверил: Щелудяков А. М.
Пермь 2013
Содержание
ЗАДАНИЕ ДЛЯ РАССЧЕТА
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ ДВИГАТЕЛЯ
Топливо
Параметры рабочего тела
Параметры окружающей среды и остаточные газы
Процесс впуска
Процесс сжатия
Процесс сгорания
Процесс расширения и выпуска
Индикаторные параметры рабочего цикла
Эффективные показатели двигателя
Основные параметры цилиндра и двигателя
Построение индикаторной диаграммы
Скругление индикаторной диаграммы
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ДВИГАТЕЛЯ
ВЫВОД
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ЗАДАНИЕ ДЛЯ РАССЧЕТА
Произвести расчет четырехтактного дизельного V — образного двигателя ЯМЗ-238, предназначенного для грузовых автомобилей. Эффективная мощность дизельного двигателя Ne=232 кВт при частоте вращения коленчатого вала n=2250 мин-1. Двигатель 8 цилиндровый (i=8). Система охлаждения жидкостная закрытого типа. Степень сжатия е=15,3.
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ ДВИГАТЕЛЯ
Топливо
В соответствии с заданием типом двигателя принимаем дизельное топливо (для работы в летних условиях — марки Л, для работы в зимних условиях — марки З). В соответствии с ГОСТ 305–82 цетановое число не менее 45.
Средний элементарный состав и молекулярная масса топлива:
С = 0,870;Н = 0,126; О=0,004;
Низшая теплота сгорания топлива (1/стр. 55):
Нu = 33,91С + 125,60Н — 10,89(О — S) — 2,51(9Н + W)=33,9·0,870 + 125,6·0,126 — 10,89·0,004 — 2,51·9·0,126 = 42,44 МДж/кг =42 440 кДж/кг.
Параметры рабочего тела
Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания одного килограмма топлива (1/стр. 48):
В соответствии с заданием принимаем, где — коэффициент избытка воздуха. Количество свежего заряда (1/стр. 50):
Количество отдельных компонентов продуктов сгорания (1/стр. 51):
Общее количество продуктов сгорания (1/стр. 52):
Параметры окружающей среды и остаточные газы
Атмосферные условия:
P0 = 0,1 МПа; Tk = T0 = 2930 K.
Давление окружающей среды при наддуве:
Pk = 0,17 МПа
Температура окружающей среды при наддуве:
где nk — показатель политропы сжатия (для центробежного нагнетателя с охлаждаемым корпусом принят nk = 1,65
Температура остаточных газов.
Высокое значение е = 15,3 снижает температуру и давление остаточных газов, а повышенная частота вращения коленчатого вала и наддув повышают Тr и рr, поэтому можно принять (1/стр. 65):
Tr=800 K, pr=0,95·pk=0,95·0,17=0,162 МПа.
Процесс впуска
Принимаем температуру подогрева свежего заряда
Плотность заряда на впуске (1/стр. 68):
где RВ = 287 Дж/кг град — удельная газовая постоянная для воздуха.
Потери давления на впуске (1/стр. 68):
где
;
принимаем в соответствии со скоростным режимом работы двигателя и с учетом небольших гидравлических сопротивлений во впускной системе.
Давление в конце впуска (1/стр. 67):
Коэффициент остаточных газов (1/стр. 69):
Температура в конце впуска (1/стр. 69):
Коэффициент наполнения (1/стр. 70):
Процесс сжатия
При работе дизеля на средних режимах можно с достаточной точностью принять показатель политропы сжатия равным показателю адиабаты, который определяется по номограмме:
При е=15,3 и Та=384,7 К принимаем k1=1,359, n1=1,36
Давление в конце сжатия (1/стр. 72):
Температура в конце сжатия (1/стр. 72):
Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия таблица 3.7 (1/стр. 59):
а) воздуха
где
б) остаточных газов (находим методом интерполяции по табл. 3.9 (1/ стр. 60))
в) рабочей смеси (1/стр. 74):
Процесс сгорания
Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси (1/стр. 53):
Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси (1/стр. 54):
Теплота сгорания рабочей смеси (1/стр. 57):
Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания (1/стр. 59):
Величина коэффициента использования теплоты для дизелей с неразделенными камерами сгорания и хорошо организованным смесеобразованием лежит в пределах (1/стр. 76). При наддуве в связи с повышением теплонапряжённости двигателя и созданием более благоприятных условий для протекания процессов сгорания принимается.
Степень повышения давления в дизеле: с целью снижения газовых нагрузок на детали кривошипно-шатунного механизма принимаем для дизеля с наддувом л=1,5.
Температура в конце видимого процесса сгорания (1/стр. 77):
Максимальное давление сгорания (1/стр. 78):
Определим степень предварительного расширения (1/стр. 78):
Процесс расширения и выпуска
Степень последующего расширения (1/стр. 84):
Средний показатель адиабаты расширения k2 определяется по номограмме, при заданной е = 15,3 для соответствующих значений б=1,6 и Тz=2200,5 К, а средний показатель политропы расширения n2 оцениваем по величине среднего показателя адиабаты k2=1,277. Показатель политропы n2 принимаем несколько меньшим n2=1,26.
Давление и температура в конце процесса расширения (1/стр. 84):
Проверка ранее принятой температуры остаточных газов (1/стр. 85):
что допустимо;
где — погрешность расчета.
Индикаторные параметры рабочего цикла
Теоретическое среднее индикаторное давление (1/стр. 87):
Среднее индикаторное давление (1/стр. 88):
где коэффициент полноты индикаторной диаграммы принят.
Индикаторный КПД и индикаторный удельный расход топлива (1/стр. 89):
Эффективные показатели двигателя
Среднее давление механических потерь (1/стр. 91).
Принимаем предварительно среднюю скорость поршня vп. ср. =10,7 м/с получаем:
Среднее эффективное давление и механический КПД (1/стр. 92):
Эффективный КПД и удельный эффективный расход топлива (1/стр. 94):
Основные параметры цилиндра и двигателя
Литраж двигателя (1/стр. 95):
Рабочий объем одного цилиндра (1/стр. 95):
Диаметр цилиндра и ход поршня (1/стр. 95).
Согласно заданию принимаем S/D=1,087.
S = 1,08D = 1,8 122 = 132,614 мм
Принимаем величины D = 122 и S = 133.
Основные параметры и показатели двигателя определяются по принятым выше значениям S и D.
Литраж двигателя (1/стр. 77):
Площадь поршня:
Средняя скорость поршня (1/стр. 96):
погрешность составляет менее 3% что допустимо.
Эффективная мощность (1/стр. 77):
Эффективный крутящий момент (1/стр. 96):
Часовой расход топлива (1/стр. 96):
Литровая мощность двигателя:
Построение индикаторной диаграммы
Индикаторную диаграмму строим для номинального режима работы двигателя, т. е. при Nе = 231,9 кВт и и n=2250 об/мин, графическим методом.
Масштабы диаграммы: масштаб хода поршня Ms=1 мм в мм; масштаб давлений Мр=0,05 МПа в мм.
Величины в приведенном масштабе, соответствующие рабочему объему цилиндра и объему камеры сгорания:
АВ=S/МS=133/1= 133 мм;
ОА = АВ/(е-1)= 133/(15,3−1)=9,3 мм.
Максимальная высота диаграммы (точка z, максимальное давление сгорания):
рz/Мр= 9,75/0,05 = 195 мм.
Ординаты характерных точек:
р0/Мр=0,1/0,05 = 2,0 мм; (атмосферное давление)
рк/Мр=0,17/0,05 = 3,4 мм; (при наддуве)
рr/Мр= 0,162/0,05 = 3,2 мм; (давление остаточных газов)
pa/Mp= 0,159/0,05 = 3,2 мм; (давление конца впуска)
рс/Мр= 6,5/0,05 = 130 мм; (давление конца сжатия)
рв/Мр= 0,515/0,05 = 10,3 мм. (давление конца расширения)
Положение точки z по оси абсцисс (1/стр. 96):
z’z=ОА (с-1)=9,3 (1,483−1)=4,5 мм.
Построение политроп сжатия и расширения проводим графическим методом (1/стр. 97):
а) Для луча ОС принимаем угол;
б)
в) используя лучи OD и OC, строим политропу сжатия, начиная с точки c;
г)
д) используя лучи ОЕ и ОС, строим политропу расширения, начиная с
точки z.
Теоретическое среднее индикаторное давление (1/стр. 98)
pi =F'Mp/AB =2700 0,05/133 = 1,015 МПа,
что очень близко к величине = 1,271 МПа, полученной в тепловом расчёте. (F' - площадь диаграммы acz’zba).
Скругление индикаторной диаграммы
Учитывая достаточную быстроходность рассчитываемого дизеля и величину наддува, ориентировочно устанавливаются следующие фазы газораспределения: впуск -- начало (точка r') за 25° до в.м.т. и окончание (точка а") -- 60° после н.м.т.; выпуск -- начало (точка b') за 60° до н.м.т., и окончание (точка a') -- 25° после в.м.т.
С учетом быстроходности дизеля принимается угол опережения впрыска 20° (точка с') и продолжительность периода задержки воспламенения (точка f).
В соответствии с принятыми фазами газораспределения и углом опережения впрыска топлива определяют положение точек r', a', a'', c', f и b' по формуле для перемещения поршня:
где л-- отношение радиуса кривошипа к длине шатуна, предварительно принимаем л=0,27.
Таблица 1 — Результаты расчета ординат точек
Обознач. точек | Положения точек | Расстояние точек от в.м.т. (AX), мм | |||
r' | 25° до в.м.т. | 25 | 0,122 | 8,1 | |
a' | 25° после в.м.т. | 25 | 0,122 | 8,1 | |
a" | 60° после н.м.т. | 120 | 1,601 | 106,5 | |
c' | 20° до в.м. т | 20 | 0,076 | 5,1 | |
f | (20° - 8°) до в.м.т. | 12 | 0,038 | 2,5 | |
b' | 60° до н.м.т. | 120 | 1,601 | 106,5 | |
Положение точки с" определяется из выражения:
Соединяя плавными кривыми точки и кривой расширения и далее c получим скругленную индикаторную диаграмму (см рис. 1).
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ДВИГАТЕЛЯ
дизельный двигатель сгорание грузовой
Тепловой баланс в общем виде (1/стр. 140):
общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом.
Теплота эквивалентная эффективной работе за 1 сек. (1/стр. 140):
Теплота, передаваемая окружающей среде (1/стр. 140):
где:
C — коэффициент пропорциональности (для четырехтактных двигателей) принимаем С=0,48;
m — показатель степени (для четырехтактных двигателей)
принимаем m=0,67.
Теплота, потерянная с отработавшими газами:
находим методом интерполяции по таблице 3.9 при, (1/стр. 60):
находим методом интерполяции по таблице 3.6 при, (1/стр. 60):
Неучтенные потери тепла:
Таблица 2 — Cоставляющие теплового баланса
Составляющие теплового баланса | Q Дж/с | q % | |
Теплота эквивалентная эффективной работе | 231 900 | 36,3 | |
Теплота, передаваемая окружающей среде | 147 314,7 | 23 | |
Теплота, унесенная с отработавшими газами | 184 681,5 | 28,9 | |
Неучтенные потери теплоты | 74 943,3 | 11,7 | |
Общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом | 638 839,9 | 100 | |
Таблица 3 — Сравнение показателей проектируемого двигателя с показателями заданного прототипа
Параметр | n, об/мин | , см2 | , л | , кВт/л | S/D | , кВт | , Нм | ||
Прототип | 2250 | 132,66 | 14,86 | 15,2 | 18,9 | 1,078 | 235 | 997,88 | |
Расчетный ДВС | 2250 | 116,84 | 12,43 | 15,3 | 18,66 | 1,087 | 231,9 | 984,71 | |
ВЫВОД
В спроектированном двигателе из-за увеличения степени сжатия с 15,2 до 15,3 уменьшилась литровая мощность на 1,27%. Также из-за уменьшения мощности двигателя на 1,32% уменьшился эффективный крутящий момент на 1,32%. Степень сжатия увеличена за счет уменьшения объема двигателя.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. Пособие для вузов./ А. И. Колчин, В. П. Демидов — 3-е изд. Перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 2003.
2. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн.1. Теория рабочих процессов: Учебник для вузов/ В. Н. Луканин и др. — 2-е изд. Перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 2005.
Показать Свернутьgugn.ru
Министерство образования РФ государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Пермский государственный технический университет
Кафедра «Автомобили и технологические машины»
Курсовой проект
по дисциплине «Двигатели внутреннего сгорания»
Тема: «Тепловой расчет и тепловой баланс двигателя ЯМЗ-238 (дизельное топливо)»
Выполнил студент Соловьев П. А.
Проверил: Щелудяков А. М.
Пермь 2013
Содержание
ЗАДАНИЕ ДЛЯ РАССЧЕТА
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ ДВИГАТЕЛЯ
Топливо
Параметры рабочего тела
Параметры окружающей среды и остаточные газы
Процесс впуска
Процесс сжатия
Процесс сгорания
Процесс расширения и выпуска
Индикаторные параметры рабочего цикла
Эффективные показатели двигателя
Основные параметры цилиндра и двигателя
Построение индикаторной диаграммы
Скругление индикаторной диаграммы
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ДВИГАТЕЛЯ
ВЫВОД
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ЗАДАНИЕ ДЛЯ РАССЧЕТА
Произвести расчет четырехтактного дизельного V — образного двигателя ЯМЗ-238, предназначенного для грузовых автомобилей. Эффективная мощность дизельного двигателя Ne=232 кВт при частоте вращения коленчатого вала n=2250 мин-1. Двигатель 8 цилиндровый (i=8). Система охлаждения жидкостная закрытого типа. Степень сжатия е=15,3.
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ ДВИГАТЕЛЯ
Топливо
В соответствии с заданием типом двигателя принимаем дизельное топливо (для работы в летних условиях — марки Л, для работы в зимних условиях — марки З). В соответствии с ГОСТ 305–82 цетановое число не менее 45.
Средний элементарный состав и молекулярная масса топлива:
С = 0,870;Н = 0,126; О=0,004;
Низшая теплота сгорания топлива (1/стр. 55):
Нu = 33,91С + 125,60Н — 10,89(О — S) — 2,51(9Н + W)=33,9·0,870 + 125,6·0,126 — 10,89·0,004 — 2,51·9·0,126 = 42,44 МДж/кг =42 440 кДж/кг.
Параметры рабочего тела
Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания одного килограмма топлива (1/стр. 48):
В соответствии с заданием принимаем, где — коэффициент избытка воздуха. Количество свежего заряда (1/стр. 50):
Количество отдельных компонентов продуктов сгорания (1/стр. 51):
Общее количество продуктов сгорания (1/стр. 52):
Параметры окружающей среды и остаточные газы
Атмосферные условия:
P0 = 0,1 МПа; Tk = T0 = 2930 K.
Давление окружающей среды при наддуве:
Pk = 0,17 МПа
Температура окружающей среды при наддуве:
где nk — показатель политропы сжатия (для центробежного нагнетателя с охлаждаемым корпусом принят nk = 1,65
Температура остаточных газов.
Высокое значение е = 15,3 снижает температуру и давление остаточных газов, а повышенная частота вращения коленчатого вала и наддув повышают Тr и рr, поэтому можно принять (1/стр. 65):
Tr=800 K, pr=0,95·pk=0,95·0,17=0,162 МПа.
Процесс впуска
Принимаем температуру подогрева свежего заряда
Плотность заряда на впуске (1/стр. 68):
где RВ = 287 Дж/кг град — удельная газовая постоянная для воздуха.
Потери давления на впуске (1/стр. 68):
где
;
принимаем в соответствии со скоростным режимом работы двигателя и с учетом небольших гидравлических сопротивлений во впускной системе.
Давление в конце впуска (1/стр. 67):
Коэффициент остаточных газов (1/стр. 69):
Температура в конце впуска (1/стр. 69):
Коэффициент наполнения (1/стр. 70):
Процесс сжатия
При работе дизеля на средних режимах можно с достаточной точностью принять показатель политропы сжатия равным показателю адиабаты, который определяется по номограмме:
При е=15,3 и Та=384,7 К принимаем k1=1,359, n1=1,36
Давление в конце сжатия (1/стр. 72):
Температура в конце сжатия (1/стр. 72):
Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия таблица 3.7 (1/стр. 59):
а) воздуха
где
б) остаточных газов (находим методом интерполяции по табл. 3.9 (1/ стр. 60))
в) рабочей смеси (1/стр. 74):
Процесс сгорания
Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси (1/стр. 53):
Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси (1/стр. 54):
Теплота сгорания рабочей смеси (1/стр. 57):
Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания (1/стр. 59):
Величина коэффициента использования теплоты для дизелей с неразделенными камерами сгорания и хорошо организованным смесеобразованием лежит в пределах (1/стр. 76). При наддуве в связи с повышением теплонапряжённости двигателя и созданием более благоприятных условий для протекания процессов сгорания принимается.
Степень повышения давления в дизеле: с целью снижения газовых нагрузок на детали кривошипно-шатунного механизма принимаем для дизеля с наддувом л=1,5.
Температура в конце видимого процесса сгорания (1/стр. 77):
Максимальное давление сгорания (1/стр. 78):
Определим степень предварительного расширения (1/стр. 78):
Процесс расширения и выпуска
Степень последующего расширения (1/стр. 84):
Средний показатель адиабаты расширения k2 определяется по номограмме, при заданной е = 15,3 для соответствующих значений б=1,6 и Тz=2200,5 К, а средний показатель политропы расширения n2 оцениваем по величине среднего показателя адиабаты k2=1,277. Показатель политропы n2 принимаем несколько меньшим n2=1,26.
Давление и температура в конце процесса расширения (1/стр. 84):
Проверка ранее принятой температуры остаточных газов (1/стр. 85):
что допустимо;
где — погрешность расчета.
Индикаторные параметры рабочего цикла
Теоретическое среднее индикаторное давление (1/стр. 87):
Среднее индикаторное давление (1/стр. 88):
где коэффициент полноты индикаторной диаграммы принят.
Индикаторный КПД и индикаторный удельный расход топлива (1/стр. 89):
Эффективные показатели двигателя
Среднее давление механических потерь (1/стр. 91).
Принимаем предварительно среднюю скорость поршня vп. ср. =10,7 м/с получаем:
Среднее эффективное давление и механический КПД (1/стр. 92):
Эффективный КПД и удельный эффективный расход топлива (1/стр. 94):
Основные параметры цилиндра и двигателя
Литраж двигателя (1/стр. 95):
Рабочий объем одного цилиндра (1/стр. 95):
Диаметр цилиндра и ход поршня (1/стр. 95).
Согласно заданию принимаем S/D=1,087.
S = 1,08D = 1,8 122 = 132,614 мм
Принимаем величины D = 122 и S = 133.
Основные параметры и показатели двигателя определяются по принятым выше значениям S и D.
Литраж двигателя (1/стр. 77):
Площадь поршня:
Средняя скорость поршня (1/стр. 96):
погрешность составляет менее 3% что допустимо.
Эффективная мощность (1/стр. 77):
Эффективный крутящий момент (1/стр. 96):
Часовой расход топлива (1/стр. 96):
Литровая мощность двигателя:
Построение индикаторной диаграммы
Индикаторную диаграмму строим для номинального режима работы двигателя, т. е. при Nе = 231,9 кВт и и n=2250 об/мин, графическим методом.
Масштабы диаграммы: масштаб хода поршня Ms=1 мм в мм; масштаб давлений Мр=0,05 МПа в мм.
Величины в приведенном масштабе, соответствующие рабочему объему цилиндра и объему камеры сгорания:
АВ=S/МS=133/1= 133 мм;
ОА = АВ/(е-1)= 133/(15,3−1)=9,3 мм.
Максимальная высота диаграммы (точка z, максимальное давление сгорания):
рz/Мр= 9,75/0,05 = 195 мм.
Ординаты характерных точек:
р0/Мр=0,1/0,05 = 2,0 мм; (атмосферное давление)
рк/Мр=0,17/0,05 = 3,4 мм; (при наддуве)
рr/Мр= 0,162/0,05 = 3,2 мм; (давление остаточных газов)
pa/Mp= 0,159/0,05 = 3,2 мм; (давление конца впуска)
рс/Мр= 6,5/0,05 = 130 мм; (давление конца сжатия)
рв/Мр= 0,515/0,05 = 10,3 мм. (давление конца расширения)
Положение точки z по оси абсцисс (1/стр. 96):
z’z=ОА (с-1)=9,3 (1,483−1)=4,5 мм.
Построение политроп сжатия и расширения проводим графическим методом (1/стр. 97):
а) Для луча ОС принимаем угол;
б)
в) используя лучи OD и OC, строим политропу сжатия, начиная с точки c;
г)
д) используя лучи ОЕ и ОС, строим политропу расширения, начиная с
точки z.
Теоретическое среднее индикаторное давление (1/стр. 98)
pi =F'Mp/AB =2700 0,05/133 = 1,015 МПа,
что очень близко к величине = 1,271 МПа, полученной в тепловом расчёте. (F' - площадь диаграммы acz’zba).
Скругление индикаторной диаграммы
Учитывая достаточную быстроходность рассчитываемого дизеля и величину наддува, ориентировочно устанавливаются следующие фазы газораспределения: впуск -- начало (точка r') за 25° до в.м.т. и окончание (точка а") -- 60° после н.м.т.; выпуск -- начало (точка b') за 60° до н.м.т., и окончание (точка a') -- 25° после в.м.т.
С учетом быстроходности дизеля принимается угол опережения впрыска 20° (точка с') и продолжительность периода задержки воспламенения (точка f).
В соответствии с принятыми фазами газораспределения и углом опережения впрыска топлива определяют положение точек r', a', a'', c', f и b' по формуле для перемещения поршня:
где л-- отношение радиуса кривошипа к длине шатуна, предварительно принимаем л=0,27.
Таблица 1 — Результаты расчета ординат точек
Обознач. точек | Положения точек | Расстояние точек от в.м.т. (AX), мм | |||
r' | 25° до в.м.т. | 25 | 0,122 | 8,1 | |
a' | 25° после в.м.т. | 25 | 0,122 | 8,1 | |
a" | 60° после н.м.т. | 120 | 1,601 | 106,5 | |
c' | 20° до в.м. т | 20 | 0,076 | 5,1 | |
f | (20° - 8°) до в.м.т. | 12 | 0,038 | 2,5 | |
b' | 60° до н.м.т. | 120 | 1,601 | 106,5 | |
Положение точки с" определяется из выражения:
Соединяя плавными кривыми точки и кривой расширения и далее c получим скругленную индикаторную диаграмму (см рис. 1).
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ДВИГАТЕЛЯ
дизельный двигатель сгорание грузовой
Тепловой баланс в общем виде (1/стр. 140):
общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом.
Теплота эквивалентная эффективной работе за 1 сек. (1/стр. 140):
Теплота, передаваемая окружающей среде (1/стр. 140):
где:
C — коэффициент пропорциональности (для четырехтактных двигателей) принимаем С=0,48;
m — показатель степени (для четырехтактных двигателей)
принимаем m=0,67.
Теплота, потерянная с отработавшими газами:
находим методом интерполяции по таблице 3.9 при, (1/стр. 60):
находим методом интерполяции по таблице 3.6 при, (1/стр. 60):
Неучтенные потери тепла:
Таблица 2 — Cоставляющие теплового баланса
Составляющие теплового баланса | Q Дж/с | q % | |
Теплота эквивалентная эффективной работе | 231 900 | 36,3 | |
Теплота, передаваемая окружающей среде | 147 314,7 | 23 | |
Теплота, унесенная с отработавшими газами | 184 681,5 | 28,9 | |
Неучтенные потери теплоты | 74 943,3 | 11,7 | |
Общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом | 638 839,9 | 100 | |
Таблица 3 — Сравнение показателей проектируемого двигателя с показателями заданного прототипа
Параметр | n, об/мин | , см2 | , л | , кВт/л | S/D | , кВт | , Нм | ||
Прототип | 2250 | 132,66 | 14,86 | 15,2 | 18,9 | 1,078 | 235 | 997,88 | |
Расчетный ДВС | 2250 | 116,84 | 12,43 | 15,3 | 18,66 | 1,087 | 231,9 | 984,71 | |
ВЫВОД
В спроектированном двигателе из-за увеличения степени сжатия с 15,2 до 15,3 уменьшилась литровая мощность на 1,27%. Также из-за уменьшения мощности двигателя на 1,32% уменьшился эффективный крутящий момент на 1,32%. Степень сжатия увеличена за счет уменьшения объема двигателя.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. Пособие для вузов./ А. И. Колчин, В. П. Демидов — 3-е изд. Перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 2003.
2. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн.1. Теория рабочих процессов: Учебник для вузов/ В. Н. Луканин и др. — 2-е изд. Перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 2005.
Показать Свернутьxn----8sbemlh7ab4a1m.xn--p1ai
Дефектоскопия оборудования энергоблока
1 Располагаемое тепло топл. Qрр ккал/кг Qрн 4000 2 Температура уходящих газов ?ух 0С Задана 130 3 Энтальпия уходящих газов Iух ккал/кг По I-? таблице 303...
Конструирование подогревателя высокого давления
Тепловая нагрузка по греющей среде: Тепловая нагрузка зоны по нагреваемой среде: Так как получились менее 0,5, то баланс сходится и исходные данные верны...
Основы теплового расчета парогенераторов, используемых на теплоэлектростанциях
Запишем уравнение теплового баланса в общем виде: 1) Приходная часть теплового баланса в общем случае записывается в виде: где - располагаемое количество теплоты, МДж/кг. - низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг. - физическая теплота топлива...
Производство биогаза из отходов сахарного производства
...
Расчёт секционной печи для нагрева труб
Приход тепла 1) Тепло, образующееся при сжигании топлива. Qхим=B•Qрн=34,79 •В МВт 2) Физическое тепло, вносимое подогретым воздухом: , где Vв - расход воздуха на 1 м3 топлива iв=504,75 кДж/м3 - энтальпия воздуха при температуре 380 оC...
Расчёт установки утилизации теплоты отходящих из технологической печи газов
Схема воздухоподогревателя представлена на рис. 5. Схема воздухоподогревателя Рис. 5. Расчеты ведем по [1]. Атмосферный воздух с температурой поступает в аппарат, где нагревается до температуры за счет теплоты дымовых газов...
Расчёт энергопотребления и основные рекомендации по энергосбережению
В квартире отсутствует теплосчётчик, поэтому мероприятия по экономии теплоты не приведут к снижению оплаты коммунальных услуг. Но снижение теплопотерь позволит повысить температуру в квартире, тем самым увеличит комфортность...
Реконструкция котлоагрегатов Краснокаменской ТЭЦ
Таблица 5 - Тепловой баланс Рассчитываемая величина Обозначение Размерность Формула или обоснование Расчет 1 2 3 4 5 Температура уходящих газов ух оС По таблице /3/ 150 Энтальпия уходящих газов Iух кДж/кг...
Тепловой и динамический расчет двигателя внутреннего сгорания
В реальном двигателе потери тепла возрастают из-за трения, теплообмена, неполноты сгорания и других причин. В связи с этим эффективный КПД зe цикла имеет меньшее значение по сравнению с величиной зt Распределение тепловой энергии топлива...
Тепловой расчет котельного агрегата БКЗ-210-140
№ Рассчитываемая величина Обозначение и формула Размер ность расчет 1 Располагаемое тепло топлива 8480 2 Температура холодного воздуха 30 3 Энтальпия холодного воздуха 179...
Тепловой расчет паровых котлов малой мощности
Для газообразного топлива располагаемая теплота равна кДж/ Уравнение теплового баланса: Потери теплоты при сжигании попутного газа определяются: Составим пропорцию для нахождения теплота...
Тепловой расчет паровых котлов малой мощности
Для газообразного топлива располагаемая теплота равна кДж/ Уравнение теплового баланса: Потери теплоты при сжигании попутного газа определяются: Составим пропорцию для нахождения теплота...
Тепловой расчет судового парового котла
Тепловой баланс составляется для оценки расходов топлива...
Теплотехнический расчет камерной нагревательной печи
Приход теплоты Расход теплоты Статьи прихода кВт % Статьи расхода кВт % 1. 531.5 82.45 1. 347.68 53.94 2. 0.494 0.08 2. 251.81 39.06 3. 53.29 8.27 3. 16.07 2.49 4. 59.33 9.20 4. 21.53 3.34 5. 7.52 1.17 Всего: 644.61 100 Всего: 644...
Технологическая схема водогрейной котельной с закрытой системой теплоснабжения и ее описание
При использовании теплоты газов, покидающие технологические аппараты, котельный агрегат называют котлом-утилизатором. Данный для расчетов водогрейный котел предназначен для выработки теплоты...
fis.bobrodobro.ru