Параметры свежего заряда рабочего тела




Кафедра «Автомобили и тракторы»

 

Тракторы и автомобили

Методические указания

по выполнению контрольной работы

 

Новосибирск 2015


Кафедра автомобили и тракторы

 

 

Тракторы и автомобили: методические указания по выполнению контрольнойработы / Новосиб. гос. аграр. ун-т. Инж. ин-т; Сост.: Е.А. Булаев, П.И. Федюнин, С.П. Матяш, С.П. Сальников, С.В. Речкин, В.А. Вальков– Новосибирск, 2015.- 12 c.

 

 

Рецензент: канд. техн. наук., проф. В.В. Коноводов

 

 

Методические указания предназначены для студентов всех форм обучения, изучающих дисциплину «Тракторы и автомобили», направлению подготовки 35.03.06 –Агроинженерия

 

Утверждены и рекомендованы к изданию методической комиссией Инженерного института (протокол №5 от 22 декабря 2015 г.).

 

Ó Новосибирский государственный аграрный университет, 2015

Ó Инженерный институт, 2015

Введение

 

Тепловой расчет рабочих процессов двигателей на различных видах топлива

В связи с тем, что газовые двигатели создаются на базе карбюраторных и дизельных двигателей без изменения их основных размеров тепловой расчет двигателя при изменении топлива проводится с целью определения изменения параметров рабочего процесса, мощностных и экономических показателей по сравнению с жидким топливом.

Использование газового топлива может осуществиться либо при неизменной степени сжатия, либо с ее повышением. Увеличение степени сжатия проводится либо постановкой новой головки блока с уменьшенной камерой сгорания, либо установкой поршней с увеличенной головкой поршня. На двигателях легковых автомобилей, имеющих высокую степень сжатия e (8…10), перевод на газовое топливо (как правило, сжиженный газ) проводят без изменения степени сжатия.

Ниже приводится методика теплового расчета рабочих процессов всех типов двигателей.

 

Параметры свежего заряда рабочего тела

 

Теоретически необходимое количество воздуха (в кмоль/кг топлива для жидкого топлива и в кмоль/кмоль газа для газового топлива) для полного сгорания:

а) бензина, состава C=0.855; H=0.145:

б) дизельного топлива состава C=0.86; H=0.13; O=0.01:

в) сжатого и сжиженного природного газа CH4=Cn Hm:

n=1, m=4 (кмоль воздуха/ кмоль топлива),

г) сжиженного газа, состоящего из 52% пропана (C3H8) и 48% бутана (C4H10):

д) газодизельного топлива, состоящего из сжатого газа:

и 15…20% дизельного топлива:

.

Количество свежего заряда в конце впуска для:

а) бензина: M1=a L0+1/mт ;

a = (0.8…0.9), mт=100…120 кг/кмоль.

б) дизельного топлива: M1= aL0;

a =1.4…1.6;

в) газового топлива с искровым зажиганием:

M1=aL0+1; a=(0.8…0.9) для сжиженного и a=1.0 сжатого газа;

г) газодизеля: M1=(1+ aL0.Г)+M1д.т.;

M1д.т.=[0.15…0.20]a L0д.т.- количество свежего заряда из расчета дизельного топлива, a =1.2…1.8 – общий коэффициент избытка воздуха.

1.2.Параметры рабочего тела в процессе впуска

 

Давление и температура окружающей среды принимается:

Р0 = 0.1013 МПа, Т0 = 293 К.

Давление в конце впуска Ра = P0 - DР,

где DP – потери давления на впуске из-за сопротивления впускной системы.

Величина DP лежит в пределах: для двигателей работающих на:

а) бензине – (0.1…0.15)Р0 ;

б) дизельном топливе – (0.05…0.10)Р0;

в) сжиженном газе – (0.18…0.20)P0;

г) газодизельном топливе – (0.12…0.18)Р0.

Давление остаточных газов Pr = P0 +DP.

Температура остаточных газов, K: Tr = 700 + 0.067n – для карбюраторных двигателей;

Tr = 500 + 0.133n – для дизелей, где n – частота вращения.

Для газового топлива Tr уменьшается на 50…100%.

Коэффициент остаточных газов

где Tсм – температура смеси воздуха с газовым топливом. Для двигателей работающих на жидком топливе Tсм =T0.

где Tгаз = T0 + Dt – температура газового топлива на входе в цилиндр, Dt =20…300 – подогрев газа.

Температура газа в конце впуска:

Dt – подогрев газа при прохождении газа от смесителя до цилиндра. Для двигателя работающего на жидком топливе подогрев заряда в процессе впуска составляет:

Dt = 0…100 для карбюраторных двигателей и Dt = 20…400 для дизелей.

Коэффициент наполнения:

 

Процесс сжатия

Давление и температура заряда в конце сжатия:

Показатель политропы сжатия n1 для жидких топлив рассчитывается по эмпирическому уравнению:

n1 =1.41-110/n; для газового топлива n1 принимается равным 1.37…1.39

Средняя мольная теплоемкость заряда (кДж/кмоль газа) в конце процесса сжатия для всех двигателей:

 

Процесс сгорания

Количество продуктов сгорания (кмоль/кг топлива или кмоль/кмоль газа) для:

а) карбюраторных двигателей:

б) дизелей:

в) сжатого газа:

г) газодизельного топлива:

где - количество продуктов сгорания дизельного топлива; r = 0.15…0.20 – доля дизельного топлива.

- количество продуктов сгорания газа;

д) сжиженного газа:

Коэффициент молекулярного изменения:

Потери теплоты из-за недостатка воздуха при a<1

Коэффициент активного тепловыделения:

x=0.96-2n10-5 – для газовых и бензиновых двигателей;

x=1-n10-4 – для дизелей и газодизелей.

Температура газов в конце сгорания определяется из уравнения сгорания для:

а) бензиновых (Hu=43900 кДж/кг):

б) дизельного топлива (Hu=42500 Дж/кг):

в) газового топлива:

для сжатого газа Hu=33700 кДж/м3, DHu=0, для сжиженного газа Hu=98000 кДж/м3;

г) газодизельного топлива:

Средняя мольная теплоемкость (кДж/моль град) продуктов сгорания для:

а) бензинового и газового топлива:

б) дизелей и газодизелей:

В результате решения уравнений получим новые уравнения вида:

После подстановки этих значений в уравнение сгорания их правые части принимают вид:

Величина степени повышения давления l для дизелей и газодизелей принимается равной 2.0…2.5 с меньшими значениями для газодизелей.

Давление газов в конце сгорания (Мпа) для:

а) двигатели с искровым зажиганием: действительное давление:

Степень повышения давления для двигателей с искровым зажиганием:

 

Процесс расширения

Средний показатель политропы расширения для двигателей на жидком топливе: n2 = 1.18 + 130/n.

Для газовых двигателей с искровым зажиганием n2 принимается равным 1.20…1.25.

Степень предварительного r и последующего d расширения для дизельных и газовых двигателей:

Давление и температура газов в конце расширения для:

а) бензиновых и газовых двигателей:

б) дизелей и газодизелей:

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2018-01-08 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: