Визначення витрати повітря на різних режимах роботи двигунів внутрішнього згоряння

Розрахунок робочого об'єму двигуна з іскровою системою запалювання та дизельних двигунів. Визначає тиск надувного повітря на виході з компресора. Побудова графіків залежностей витрат повітря від режимів роботи двигуна внутрішнього згоряння.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Практична робота № 1

ВИЗНАЧЕННЯ ВИТРАТИ ПОВІТРЯ НА РІЗНИХ РЕЖИМАХ РОБОТИ ДВИГУНІВ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРЯННЯ

Мета роботи: виконання розрахунків з витрат повітря на різних режимах роботи ДВЗ та побудова графіків залежностей витрат від режимів роботи останніх.

Для утворення робочої суміші в циліндрі ДВЗ у період такту впуску надходить повітря, заповнюючи розряджений підпоршневий об'єм. Кількість повітря, що надходить в циліндри Gв залежить від багатьох факторів. Розрахунки досить складні. Однак для вирішення практичних завдань може бути використана наступна залежність щодо визначення кількості повітря, що надходить в циліндри Gв кг/год

де Vh – робочий об'єм двигуна, л;

- Коефіцієнт наповнення повітрям циліндрів двигуна;

i - Число циліндрів (i = 2 ... 6). Приймаємо i = 6;

n - частота обертання колінчастого валу двигуна, хв -1;

Pв - густина повітря, кг/м 3 . Приймаємо Pв = 0,001213 кг/м3;

ф - Число тактів (ф = 2 ... 4). Приймаємо ф = 4

Робочі об'єми двигуна Vh, л, з іскровою системою запалювання та дизельних двигунів розраховують за формулою:

де Nе – ефективна потужність, кВт;

pе - середній ефективний тиск, МПа,

тут pi, pm -середнє індикаторне тиск механічних втрат, МПа.

Значення середнього ефективного тиску pе, МПа при нормальному навантаженні змінюються в межах:

для бензинового двигуна беремо чотиритактні двигуниРозміщено на http://www.allbest.ru/

чи з іскровим запалювання (0,6…1,1). Приймаємо pе = 0,8.

для дизельного двигуна беремо чотиритактні дизелі із наддувом (до 2,0). Розташовано на http://www.allbest.ru/

Приклади для розрахунків кількості повітря, що надходить в циліндри Gв:

двигуни з іскровим запаленням NРозміщено на http://www.allbest.ru/

е1 = 55кВт, ф = 4, число оборотів колінчастого валу n: 2000, 3000, 4000, 5000, 6000 хв -1.

дизельного двигуна Розміщено на http://www.allbest.ru/

Nе2 = 70кВт, ф = 4, число оборотів колінчастого валу n: 500, 1000, 1500, 2000, 2500 хв -1.

Значення коефіцієнта наповнення повітрям циліндрів двигуна для різних типів автомобільних та тракторних двигунів під час роботи їх з повним навантаженням змінюються в межах:

двигуни з іскровим запаленням (0,70 ... 0,90). Приймаємо 0,9 Розміщено на http://www.allbest.ru/

дизелі з наддувом (0,80 ... 0,97). Розташовано на http://www.allbest.ru/

У наведеній формулі складність розрахунку викликає визначення величини коефіцієнта наповнення. За тепловим розрахунком ДВЗ цей коефіцієнт для чотиритактних двигунів з урахуванням продування і дозідки циліндра визначають за такою формулою:

де Tk - температура повітря на виході з компресора, К;

pk - тиск наддувного повітря, МПа;

- температура підігріву свіжого заряду, К;

- Тиск в кінці впуску, МПа;

- Тиск залишкових газів, МПа;

Для чотиритактних двигунів без продування тадозарядки:

К – температура навколишнього середовища;

тиск довкілля приймаємо po = pk = 0,1 МПа;

- температура підігріву свіжого заряду, залежно від типу двигуна, значення приймають наступним:

двигуни з іскровим запалюванням (0...20). Приймаємо = 10;

Двигуни з наддувом (-5…+10). Приймаємо = 5.

У двигунах із іскровим запалюванням (6…12). Приймаємо = 10

Дизелі з турбонаддувом (20...25). Приймаємо = 22.

Тиск у циліндрах наприкінці впуску pa, МПа, визначають за формулою:

Працюючи двигунів з наддувом повітря надходить у циліндр з компресора, де він попередньо стискається.

Тиск наддуву приймається рівним тиску pk на виході з компресора.

Залежно від ступеня наддуву застосовуються такі тиски, МПа, наддувного повітря на виході з компресора:

низький наддув (1,5) Розміщено на http://www.allbest.ru/

середній наддув (1,5 ... 2,2) p Розміщено на http://www.allbest.ru/

високий наддув (2,2 ... 2,5) p Розміщено на http://www.allbest.ru/

У чотиритактних двигунів без наддуву втрати тиску , МПа, за рахунок опору впускної системи та загасання швидкості руху свіжого заряду в циліндрі становить:

двигуни з іскровим запалюванням (0,05 ... 0,20) p Розміщено на http://www.allbest.ru/

чотиритактні двигуни з наддувом (0,03…0,10) Розміщено на http://www.allbest.ru/

Тиск залишкових газів pо, МПа для двигунів без наддуву, а також з наддувом і випуском в атмосферу визначають за формулою:

а двигунів з наддувом та наявністю газової турбіни на випуску:

Розрахунок споживаного кисню визначають за такою формулою:

де pв - Питома вага 1 м 3 повітря, pв = 0,001213 кг/м 3 .

Для бензинового двигунаефективна потужність Ne1 = 55 кВт;

Для дизельного двигуна ефективна потужність Ne2 = 70 кВт.

Перш ніж приступити до розрахунків ми визначаємо який тип двигуна ми вважатимемо. Спочатку ми розраховуємо робочий об'єм бензинового двигуна:

Визначення дозарядки циліндра та з урахуванням продування чотиритактного бензинового двигуна:

Визначення тиску надувного повітря на виході з компресора:

Визначення втрати тиску:

Визначення тиску в циліндрах наприкінці впуску:

Визначення залишкових газів:

Розрахунок повітря, що надходить у циліндри:

Визначення споживання повітря за певних оборотів колінчастого валу:

Визначення споживання кисню залежно від споживання повітря:

Після всіх розрахунків будуємо графіки залежності.

Мал. 2.1 – графік витрати бензинового двигуна кількості повітря при частоті обертання колінчастого валу.

двигун дизельний повітря запалювання

Рис 2.2 – графік витрати бензинового двигуна кількості кисню при частоті обертання колінчастого валу.

Тепер аналогічно робимо усі розрахунки для дизельного двигуна. Визначимо робочий об'єм дизельного двигуна:

Визначення чотиритактного дизельного двигуна без урахування дозарядки та продування циліндрів:

Визначення тиску в циліндрах: