Тепловий розрахунок дизельного двигуна внутрішнього згорання з прототипом ЯМЗ-238Н

Підставивши дані для визначення відстані для ЯМЗ-238Н отримаємо:

Від точки А відложимо відрізок АВ, еквівалентний ходу поршня S () і визначимо даний відрізок за формулою (2.77)

(2.77)

Підставивши дані для визначення відстані отримаємо:

Підставивши дані для визначення відстані для ЯМЗ-238Н отримаємо:

Через точку В, визначаємо положення поршня в НМТ, проведем паралельно осі тиску вертикальну лінію.

По лінії ВМТ відложимо точки z , c, r, відповідним тиском р_z, р_c, р_r, на наступні відстані, мм:

Підставивши дані та визначимо і отримаємо:

Підставивши дані та визначимо і отримаємо:

При цьому за рахунок тиску р_z і р_c використаємо їх розрахункові значення. По лініям НМТ відкладемо точки а і b, відповідним тиском р_a і р_b, на наступних відстанях, мм:

(2.79)

Підставивши дані та визначимо і отримаємо:

мм

Підставивши дані та визначимо ЯМЗ-238Н отримаємо:

При наявності до зарядки від НМТ на діаграмі відкладається точка , співпадає з тиском =_, від якої починається побудова політропи стиску.

На діаграмі дизеля тиск р_z теж відкладається від точки z`, відповідає кінцю процесу приблизного розширення.

При побудові теоретичної індикаторної діаграми робочого циклу ординати проміжних точок при переміщені поршня від ВМТ на відстань х для процесів стиску і розширення визначається за формулою (2.80) і вимірюється в МПа:

(2.80)

(наявність до зарядки враховується введенням коефіцієнта до зарядки)

(2.81)

де - хід поршня, еквівалентний повному об'єму циліндра;

х хід поршня, еквівалентний поточному значенню об'єму над поршневого простору, відрахований від ВМТ.

Для розрахунку необхідно визначити хід поршня, який еквівалентний повному об'єму циліндра за формулою (2.82)

(2.82)

Підставивши дані та визначимо хід поршня і отримаємо:

Підставивши дані та визначимо хід поршня ЯМЗ-238 і отримаємо:

Розрахунок потрібно будувати не менше як по десяти точкам, щоб отримати точніші значення для процесів стиску і розширення для дизельного двигуна.

При цьому відрізок ділиться приблизно на 10 рівних частин.

Підставимо значення у формулу (2.83) та (2.84) і визначимо 10 точок ля побудови політропи стиску. Для цього задаємо 10 точок

(наявність до зарядки враховується введенням в дану формулу коефіцієнта до зарядки ц ₁);

Підставимо значення у формулу (2.85) та (2.86) і визначимо 10 точок ля побудови політропи стиску ЯМЗ-238Н Для цього задаємо 10 точок

5

7

(наявність до зарядки враховується введенням в дану формулу коефіцієнта до зарядки ц ₁); ЯМЗ-238

Відмінність дійсної індикаторної діаграми, відповідному реальному робочому об'єму циклу двигуна, від теоретичної діаграми визначаються наступними факторами:

? підвищеним тиском в кінці процесу стиску (в точці в порівнянні з тиском в процесі стиску без запалення (в точці ) в наслідок початку розвитку процесу згорання робочого тіла до ВМТ;

? відхилення процесу різкого зростання тиску від тиску процесу стиску при внаслідок кінця швидкості видалення теплоти, викликаним рухом поршня і зміненим об'ємом над поршневого простору. При цьому момент досягнення максимального тиску зміщається відносно ВМТ (точку ).

Згладжування індикаторної діаграми поблизу ВМТ в кінці процесу стиску і на початку процесу розширення.

За цими причинами приблизне розширення в дизелях не являється суворо ізобарним процесом, і початок наступного розширення не співпаде з точкою z.

Рішення цієї задачі заключається в визначенні ординати точки , відповідає дійсному значенню тиску в циліндрі в момент досягнення ВМТ, а також відношення і відносно ВМТ.

Точка відповідає початку основної фази згорання палива, яке виражається в перевищенні тиску в цій точці в порівнянні з тиском при стиску без загорання.

Точка визначається момент дійсного максимального тиску після проходження поршнем ВМТ.

В дизелях значення кутового випередження вприскування (ц_{о вп}) знаходиться в проміжку 25…40, при чому більше його значення характерне для швидкохідних дизелів.

За умови підвищення тиску внаслідок початку процесу згорання палива до ВМТ тиск в кінці процесу стиснення р^,_с складає: р^,_с=(1.15…1.25) р_с;

Потім від точки в сторону НМТ знаходимо відрізок ? за формулою (2.107)

(2.87)

де - радіус кривошипа

л - відношення радіуса кривошипа до довжини шатуна;

Підставивши дані визначимо відрізок ? і отримаємо:

Підставивши дані визначимо відрізок ? для ЯМЗ-238 Н і отримаємо:

Визначаємо радіус кривошипа за формулою (2.88):

(2.88)

Підставивши дані визначимо радіус кривошипа для дизельного двигуна:

Підставивши дані визначимо радіус кривошипа для дизельного ЯМЗ-238 двигуна і отримаємо:

Внаслідок цих дій і отримаємо новий центр окружності .

З нового центру O₂ проведемо промені під кутами до їх перетину половиною круга. З цих точок перетину опускаємо прямі, паралельні осі ординат, до перетину з відповідними лініями теоретичної індикаторної діаграми або з горизонталлю = (для точки ) після чого точки та з'єднаємо плавними лініями.

Згладжування індикаторної діаграми поблизу НМТ в кінці процесу стиску і на початку процесу стиску. Вибір фаз газорозподілу. Характер індикаторної діаграми, відповідає реальному робочому циклу, на вказаних ділянках залежить від фаз газорозподілу, які зображуються у виді кругових діаграм.

На кругових діаграмах (рисунок Г.1) наведені наступні значення:

кут початку відкриття впускного клапана до ВМТ;

кут запізнення закриття впускного клапана після НМТ;

кут випередження відкриття випускного клапана до НМТ;

кут запізнення закриття випускного клапана після ВМТ.

Сума кутів (+ називається перекриттям клапанів.

В сучасних двигунах без наддуву значення цих кутів становить:

=10…30 ПКВ;

=45…80ПКВ;

=45…75 ПКВ;

=10…25 ПКВ;( рідко до 45 ПКВ).

Вибір фаз газорозподілу відбувається за допомого існуючих даних для двигунів прототипів ДВЗ, що проектуються. Та для двигунів з таким же числом циліндрів ,а також приблизно з такою самою середньою швидкістю поршня.

Розміщення точок ,і , , визначаючих моменти відкриття і закриття відповідно впускних і випускних клапанів, також знайдемо за методом Брікса. Для цього з центра під кутами і є відносно горизонталі проведемо промені в напів площини кола оберненої до ВМТ, а під кутами і проведемо промені в на пів площини ,оберненої до НМТ.

З точок перетину цих променів з на півплощиною, проведений раніше із центра , опустимо вертикалі до перетину з відповідними лініями на індикаторній діаграмі. При цьому точка буде розташована на лінії випуску, точка - на лінії стиску ; точка на лінії розширення, а точка на лінії впуску. В точці , ( початок відкриття випускного клапана) починається відрив лінії реального процесу розширення від політропи .

Положення точки, відповідній тиску відпрацьованих газів в НМТ, визначається внаслідок ділення вертикального відрізка ab на половину. Від цієї середньої точки проводимо плавну вигнуту криву, яка переходить в лінію, близьку до горизонталі, відповідній . із точки лінії ВМТ також проводимо плавну вигнуту криву, яка переходить в лінію, близьку до горизонталі відповідній

За результатами проведених розрахунків та побудованих діаграм необхідно скласти порівняльну таблицю основних показників двигуна що розраховується і прототипу (табл.2.13)

ВИСНОВКИ

В даній курсовій роботі було розраховано проектований дизельний двигун без надуву вантажного автомобіля

Для визначення теплового розрахунку двигуна ми розраховували наступні процеси:

характеристик робочого тіла

процесів газообміну

процесу стиснення

процесу згорання

процесу розширення

індикаторних показників двигуна

Механічні (внутрішні) втрати і ефективні показники двигуна

Визначення розмірів робочого об'єму двигуна

Підсумувавши зроблені нами розрахунки, побудовані характеристики та діаграми ми можемо сказати, що ціль даної роботи виконана.

ЛІТЕРАТУРА:

1. Автомобильные двигатели / В.М. Архангельский, М.М. Вихерт, А.Н. Воинов и др. / Подред. проф. М.С. Ховаха. - М.: Машиностроение, 1977. - 591с 4. Двигатели внутреннего сгорания /Под ред. В.Н. Луканина. - М.: Высш. шк., 1995. - 953с.

2. Автомобильные двигатели: Курсовое проектирование: учеб. Пособие / М.Г. Шатров, И.В. Алексеев, С.Н. Богданов и др., под ред. М.Г. Шатров. - М.: Издательский цент «Академия», 2011. - 256 с.

3. А.И. Колчин, В.П. Демидов. Расчет автомобильних и тракторных двигателей. М.: Высш.шк. 2002.

4. В.К. Чистяков. Динамика поршневых и комбинированных двигателей внутреннего сгорания. - М.: Машиностроение, 1989.

5. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей /Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. - М.: Машиностроение, 1983. - 375с.

6. Двигуни внутрішнього згоряння. Теорія [Текст]: Підручник / В.Г. Дяченко; за ред. А.П.Марченка. - Харків: НТУ “ХПІ”, 2008. - 488 с.

Размещено на Allbest.ru