Тепловой баланс двигателя


12. Тепловой баланс двигателя.

Тепловой баланс двигателя. Распределение теплоты, выделяемой при сгорании вводимого в цилиндры двигателя топлива, на полезно используемую и отдельные виды потерь характеризуется внешним тепловым балансом. Характер рас­пределения теплоты сгорания по составляющим внешнего теп­лового баланса определяется особенностями рабочего процесса, а также геометрическими размерами цилиндропоршневой груп­пы, конструкцией деталей и системы охлаждения.

Внешний тепловой баланс в целом и отдельные его состав­ляющие в частности позволяют оценить показатели теплонапряженности деталей двигателя, рассчитать систему охлаждения, определить резервы в использовании теплоты отработавших газов и пути повышения экономичности двигателя.

В общем виде уравнение внешнего теплового баланса в аб­солютных единицах можно представить так:

Qo — Qe + Qохл + Qm + Qгаз + Qh.c + Qoct

Qo — количество теплоты, выделяемой при сгорании вводимого в двигателе топлива за определенное время

Qe —теплота, эквивалентная эффективной работе

Qн.c — теплота, не выделившаяся в двигателе вследствие неполноты сгорания

Qм — количество теплоты, передаваемой смазочному материалу

Qгаз — количество теплоты, теряемой с отработавшими газами, так как их температура и теплоемкость выше, чем у свеже­го заряда.

Qохл — количество теплоты, передаваемой охлаждающей жидкости

13. Определение и классификация характеристик двс.

Зависимости мощностных, экономических, температурных, износных и других показателей, определяемых при испытании двигателя, от тек или иных параметров обычно представляют графически.

Подобного рода связи одних параметров с другими — ха­рактеристики двигателя. Или характеристиками двигателя на­зывают зависимости основных показателей его работы от того или иного фактора. К основным показателям работы двигателя относятся мощность, частота вращения, крутящий момент или среднее эффективное давление, а также часовой и удельный расходы топлива.

Назначение характеристики заключается в выявлении зави­симости какого-либо основного показателя (показателей) рабо­ты двигателя от другого показателя или фактора.

В зависимости от параметра который принят в качестве не­зависимого переменного, различают, например, следующие ха­рактеристики:

- по составу смеси (независимые переменные: коэффициент избытка воздуха или часовой расход топлива Gт);

- по установочному углу опережения зажигания в карбюра­торном двигателе или впрыскивания топлива в дизеле

- нагрузочные (независимые переменные: среднее эффективное давление Ре или эффективная мощность Ne);

- скоростные (независимая переменная—частота враще­ния );

- регуляторные (независимые переменные: частота враще­ния или эффективная мощность Ne);

- холостого хода (независимая переменная — частота враще­ния).

Характеристики определяют при испытаниях двигателей, программа которых зависит от поставленной задачи, и исполь­зуют для подбора оптимальных значений отдельных регулиро­вочных параметров; контроля качества вновь выпускаемых и отремонтированных двигателей; определения конструктивных, динамических свойств и экономических показателей как новых, так и модернизированных двигателей.

Тепловой баланс двигателя автомобиля: уровнение, формула КПД

В теории двигателестроения много внимания уделяется газообмену и распределению тепла в процессе работы ДВС. Немаловажный аспект в понимании работы – тепловой баланс двигателя.

Базовые понятия

Тепловым балансом называют соотношение количества теплоты, выполнившее полезную работу, к теплоте, растраченной впустую. Под напрасной растратой подразумеваются потери теплоты на нагрев элементов окружающей среды. Топливный баланс может быть составлен в процентном соотношении либо в единицах энергии (калориях, джоулях). В зависимости от преследуемых целее, уравнение теплового баланса позволяет подсчитать соотношение общего количества теплоты на 1 час работы, фиксированный цикл, на 1 кг израсходованного вещества либо на единицу получаемой продукции. В области техники понятие применяется для анализа и изучения различного рода тепловых процессов, происходящих в двигателях внутреннего сгорания, газотурбинных установках, печах и т.д. Полученные из уравнения данные позволяют рассчитать коэффициент полезного действия как всего агрегата в целом, так и отдельных элементов установки. Иными словами, расчет теплового баланса позволяет нам узнать, насколько эффективно внутри двигателя происходит сгорание топливовоздушной смеси (ТПВС).

Уравнение

Тепловой баланс может быть выражен в форме уравнения, одна часть которого будет показывать приход тепла в систему, а вторая – потери и расход. Для лучшего наглядного представления значения легко трансформируются в диаграммы и таблицы.

Левая часть уравнения теплового баланса (Q) — общее количество теплоты, подведенного в двигатель с горючим, вторая часть показывает распределение теплотворной способности топлива, где

  • Qe – количество полезного тепла. Показывает количество теплоты, израсходовавшейся на преобразование возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Это и будет эффективно расходованная энергия.
  • Qохл – тепло, растраченное на обогрев антифриза. В двигателях с воздушным охлаждением этот параметр будет обозначать потери на нагрев воздуха.
  • Qгаз – количество теплоты, вышедшее из двигателя вместе с отработавшими газами.
  • Qхим – потери тепла вследствие неполноты сгорания топлива.
  • Qост – остаточные потери, не учтенные в остальных пунктах.
  • Qм – передавая смазочным материалам теплота.

Если говорить о процентном выражении, то Q – 100% полученного тепла. Процентное соотношение общего количества тепла к каждому виду потерь можно получить по формуле:

(QHp = Q)

Эффективность двигателя внутреннего сгорания

Большая часть теплоты при сгорании топлива уходит на нагрев поршня, стенок цилиндра и ГБЦ, но наибольшие потери происходят при выходе выхлопных газов. Именно поэтому использование выхлопа для раскручивания турбины повышает КПД двигателя внутреннего сгорания. Большая часть полезной работы затрачивается на преодоления трения, сжатия пружин и насосные потери, связанные с перекачиванием технических жидкостей (моторного масла, жидкости ГУР). Под потерями на трение подразумевается не только сопротивление движению поршней, вращению коленчатого и распределительного валов, но и, к примеру, затрачиваемое усилие на вращение шкива генератора.

КПД двигателя рассчитывается как соотношение полезной энергии к общему количеству энергии, высвободившейся в процессе горения ТПВС.

КПД конкретной модели двигателя зависит от многих параметров, но в целом можно сказать, что бензиновые агрегаты имеют эффективность в районе 20-25%, тогда как показатель атмосферных ДВС цикла Дизеля достигает 40%. Установка турбонагнетателя на дизельный двигатель позволяет получить внушительные 50-53% эффективности.

Борьба с потерями

Можно выделить 3 основные способа потери полезной энергии:

  • топливная эффективность (порядка 25% всех потерь). Как бы ни старались конструкторы, но сжечь полностью порцию топлива и получить близкую к максимально возможной отдачу на современной стадии двигателестроения невозможно;
  • тепловые потери в процентном эквиваленте достигают 35% от общей эффективности;
  • механические потери, связанные с трением, насосными потерями (около 20%).

Существует 2 основных способа получения большей отдачи от сгорания ТПВС: увеличить топливную эффективность и уменьшить потери. Чтобы получить большую отдачу от сгорания бензина, ТПВС нужно как можно сильнее сжать. Но в случае с бензиновыми двигателями мы натыкаемся на большую проблему – детонацию. Дизельным моторам детонация не страшна, но увеличение энергии приводит к чрезмерным нагрузкам на коленчатый вал, вкладыши коленвала и т.д. Поддерживать чрезвычайно высокую температуру в камере сгорания двигателя также нет возможности, так как детали ЦПГ, головки блока цилиндров имеют определенный коэффициент расширения. Изготовление деталей из сверхпрочных материалов удорожит себестоимость производства, сделав тем самым изготовление экономически невыгодным. Уменьшение потерь – действенный способ увеличения КПД двигателя. Именно желание уменьшить потери привело современное двигателестроение к облегчению деталей ЦПГ, уменьшению размера поршневых колец, ранней блокировке ГДТ в коробках автомат и тому подобным мерам.

Тепловой баланс двигателя

Теплота, выделяемая при горении топлива, не может быть полностью трансформирована в полезную работу, так как даже в соответствии со вторым законом термодинамики часть ее неизбежно отдается холодному источнику. Расходование теплоты сгорания топлива, внесенного в двигатель за определенней период времени, на полезную работу и различные потери характеризуется тепловым балансом.

С помощью теплового баланса можно определить степень совершенства конструкции и регулировок двигателя и наметить пути улучшения экономичности его работы.

Уравнение теплового баланса:

Q = Qе + Qохл + QГ + Qнс + Qост ,

где Q – теплота сгорания топлива, поступившего в двигатель;

Qе – теплота, эквивалентная эффективной работе двигателя;

Qохл – теплота, переданная в охлаждающую среду через стенки цилиндра;

QГ – теплота, уносимая с отработавшими газами;

Qнс – потери теплоты вследствие неполноты сгорания топлива;

Qост – остальные, не учтенные ранее тепловые потери.

В относительных величинах (%) уравнение теплового баланса можно записать в виде:

100% = qе + qохл + qГ + qнс + qост ,

где qе = (Qе / Q) 100% , qохл = (Qохл / Q) 100% и т.д.

Теплоту сгорания Q (кДж/ч) определяют по часовому расходу топлива GТ (кг/ч) с учетом его низшей теплотворной способности Hu (кДж/кг):

Q = GТ Hu.

Количество теплоты Qе (кДж/ч), эквивалентное эффективной мощности двигателя Ne (кВт):

Qе = 3600 Ne.

Зная количество охладителя Gохл (кг/ч), проходящего через систему охлаждения в единицу времени, и температуры его на входе T1 и выходе из системы T2, можно определить Qохл (кДж/ч):

Qохл = Gохл сохл (T2 – T1 ),

где сохл – теплоемкость охладителя, кДж/(кг К).

При известном количестве воздуха (горючей смеси) Gсм (кг/ч), поступающего в двигатель в единицу времени, его температуре Tсм (К) и температуре отработавших газов TГ (К) количество теплоты (кДж/ч), уносимой с этими газами, находят по формуле:

QГ = Gсм (c′′p TГ – cp Tсм ),

где c′′p – теплоемкость отработавших газов при постоянном давлении, кДж/(кг град);

cp – теплоемкость горючей смеси при постоянном давлении, кДж/(кг град).

Потери теплоты вследствие химической неполноты сгорания топлива (кДж/ч) определяются только для карбюраторных двигателей при значении коэффициента избытка воздуха α < 1 по уравнению:

Qнс = 61500 GТ (1 – α).

Остальные теплопотери Qост = Q – (Qе + Qохл + QГ + Qнс ) включают потери теплоты на преодоление трения, потери излучением нагретых внешних поверхностей двигателя, потери на привод вспомогательных механизмов и др.

Слагаемые теплового баланса изменяются в зависимости от нагрузки, теплового состояния, скоростного режима работы двигателя и ряда других факторов.

При повышении степени сжатия увеличивается доля теплоты, преобразованной в полезную работу.

По мере уменьшения нагрузки двигателя при постоянном скоростном режиме доля теплоты, преобразуемой в полезную работу, уменьшается, а потери увеличиваются и составляют 100% при работе двигателя без нагрузки.

При работе двигателя с полной нагрузкой лучшее теплоиспользование имеет место на средних скоростных режимах, когда суммарные тепловые потери в охлаждающую среду, с отработавшими газами и механические потери минимальны (Рис. 14.1, а) ).

Рис. 14.1

Изменение состава смеси существенно влияет на теплоиспользование в двигателе вследствие изменения теплоты сгорания и скорости сгорания смеси (Рис. 14.1, б) ). Работа на обогащенных смесях характеризуется уменьшением эффективности использования теплоты из-за неполноты сгорания топлива, хотя тепловые потери в охлаждающую среду и с отработавшими газами при этом несколько снижаются. По мере обеднения смеси потери от неполноты сгорания уменьшаются, но возрастают потери в охлаждающую среду и с отработавшими газами.

В дизелях по сравнению с карбюраторными двигателями большие потери теплоты на преодоление механических сопротивлений вследствие больших сил давления газа и связанных с ними потерь на трение. Однако принципиально неустранимые потери теплоты в дизелях из-за более высокой степени сжатия меньше, чем в карбюраторных двигателях, поэтому эффективный КПД дизелей выше.

«Автомобильные двигатели»

9. Виды испытаний автомобильных двигателей. Оборудование, применяемое при испытаниях двигателей.

Испытания двигателей проводят для оценки показателей их работы и сравнения, для определения качества проведенного ремонта, а также для проверки показателей двигателя после проведения необходимых регулировок. Анализ результатов испытаний двигателей позволяет оценить эффективность их конструктивных особенностей, качество изготовления или их техническое состояние.

Основные виды испытаний двигателей можно классифицировать по признакам, определяющим программу и методы их проведения.

По целевому назначению различают испытания поисковые, доводочные, приемочные (государственные, межведомственные), инспекционные (длительные контрольные и краткие, периодические), приемно-сдаточные, ресурсные (на надежность), сертификационные и исследовательские.

По применяемым средствам, условиям и месту проведения испытания подразделяют на стендовые, полигонные, дорожные, эксплуатационные, испытания в особых условиях (высокогорных, тропических и т.д.).

Основные характеристики автомобильных поршневых и роторно-поршневых двигателей внутреннего сгорания определяют методом стендовых испытаний.

Стенд для испытания двигателей содержит массивный бетонный фундамент с заделанными в него чугунными плитами, вертикальные стойки для закрепления двигателя на фундаментной плите, тормозное устройство для имитации нагрузки двигателя, промежуточный редуктор для согласования характеристик двигателя и тормоза, необходимые приборы для проведения измерений и органы управления двигателем. Стенд оборудуется системами питания двигателя топливом, охлаждения двигателя и отвода отработавших газов.

При испытаниях автотракторных двигателей наибольшее применение находят электрические и гидравлические тормоза.

Выбор тормоза производится по максимальным мощности и числу оборотов. Соответствие тормоза двигателю по мощностным и скоростным данным обычно устанавливают путем наложения внешней скоростной характеристики двигателя на внешнюю характеристику тормоза.

Испытательный стенд должен иметь оборудование для измерения следующих показателей: крутящего момента двигателя с точностью; частоты вращения коленчатого вала; расхода топлива, температуры охлаждающей жидкости; температуры масла; барометрического давления; давления масла; угла опережения зажигания или начала подачи топлива; давления наддува.

Частоту вращения можно измерять приборами двух типов: суммарными счетчиками, фиксирующими число оборотов за определенный отрезок времени, и тахометрами, которые дают текущее значение частоты вращения. В зависимости от принципа действия тахометры могут быть центробежными и электрическими.

Расход топлива определяют с помощью устройств, показывающих объемный или массовый расход. Продолжительность опытов должна быть не менее 30 с.

Расход воздуха замеряют с помощью специального расходомера (воздухомера) или устройств, имеющих на впускном тракте измерительную насадку.

Для определения температуры в зависимости от пределов ее изменения и расположения точки, температуру которой необходимо замерить, применяют следующие приборы; жидкостные термометры, термометры сопротивления, термопары и термометры манометрического типа.

Угол опережения зажигания или начала подачи топлива на стенде определяется с помощью стробоскопического устройства.

Условия стендовых испытаний автомобильных двигателей определяются ГОСТ 14846-81.

Тепловой баланс двигателя

Общее количество тепловой энергии, которое вводится в двигатель с топливом и определяется по низшей теплотворной способности последнего, не используется в двигателе полностью. В лучшем случае только 20…43% от всей располагаемой теплоты превращается в полезную эффективную работу, остальная же часть не используется, уходя в окружающую среду с отработавшими газами и пр.

Внешний тепловой баланс оценивает характер и величину потерь теплоты в двигателе на эксплуатационных режимах работы и дает возможность принять необходимые меры для снижения отдельных составляющих потерь теплоты; оценить теплонапряженность наиболее нагретых узлов и деталей; установить целесообразность использования теряемой теплоты в целях повышения КПД двигателя.

Тепловой баланс выражают в абсолютных единицах Q, кДж/ч, удельный q, кДж/ч, либо относительных (в процентах к количеству подводимой теплоты). На практике чаще всего пользуются удельным и относительным балансами теплоты. Запишем уравнение теплового баланса

qт=qe+qохл+qг+qост,

где qт - располагаемая теплота сгоревшего топлива;

qe – теплота, эквивалентная эффективной работе двигателя;

qохл – теплота, отводимая в охлаждающую среду;

qг – теплота, отводимая с выпускными газами;

qост – остаточный член баланса (невязка баланса), равный сумме неучтенных потерь.

Располагаемую теплоту определяют по эффективному удельному расходу топлива ge ,кг/кВт.ч и низшей теплоте сгорания топлива Qн , кДж/кг.

Qт=geQн .

Теплота, эквивалентная эффективной работе, равна Qe=3600Ne кДж/кг.

Отношение Qe/Qт равно эффективному КПД двигателя ηе .

Теплота, отводимая в охлаждающую среду, равна

Qохл=Qв+Qм= ,

где Qв – теплота, отводимая в воду;

Qм – теплота, отводимая в масло;

Gохл – расход жидкости, кг/ч;

с – теплоемкость жидкости, кДж/(кг∙оС).

Теплота, отводимая в охлаждающую среду, состоит из теплоты, отданной рабочим телом и теплоты, эквивалентной работе трения двигателя.

Теплота, израсходованная на потери трения, переходит в основном, в охлаждающую жидкость; теплота трения поршня и поршневых колец отводится через втулку цилиндра в воду, а теплота от трения в подшипниках уносится маслом. Теплоту трения не включают в тепловой баланс, кроме доли трения, не перешедшей в охлаждающую среду (учитывается остаточным членом баланса).

Теплота, отводимая выпускными газами, Qг определяется, как разность энтальпий газов и поступающего в цилиндр свежего заряда.

Qг=Mge

Потери теплоты из-за не полного сгорания топлива незначительны и включаются в остаточный член теплового баланса. Остаточный член теплового баланса qост определяется как разность

qост=qт-(qe+qохл+qг)

и включает потери теплоты, эквивалентные неполному сгоранию топлива qн.сг., потерям на трение, не перешедшим в охлаждающую среду, кинетической энергии газов, qк.э. (если она не используется), лучеиспусканию двигателя в окружающую среду qл , сумме ошибок от неточности измерения и неучтенных потерь теплоты.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Что такое среднее индикаторное и эффективное давления и как они определяются?

2. Что такое механические потери, их источники и составляющие?

3. Как определяется эффективная мощность?

4. Что такое тепловой баланс?

5. Перечислите состав системы питания карбюраторного двигателя.

6. Как осуществляется непосредственный впрыск бензина?

7. Перечислите состав топливной системы дизеля.

8. Перечислите методы повышения мощности двигателя.

9. Для каких целей служит наддув двигателей?

10. Назовите основные конструктивные элементы турбокомпрессора.

Тепловой баланс двигателя

Тепло, выделяющееся при сгорании топлива, не может быть полно­стью превращено в полезную работу, так как в соответствии со вторым законом термодинамики часть этого тепла должна быть передана хо­лодному источнику. В реально выполненных двигателях, работающих по действительному циклу, имеют место дополнительные потери тепла в охлаждающую воду, с отработавшими газами и др. Количественное распределение тепловой энергии топлива на полезную работу и потери при превращении тепла в механическую работу в цилиндрах двигателя носят название теплового баланса.

Все подведенное тепло, полученное от сгорания топлива ---100%

разделяется примерно на составные части согласно таблице.

Совершает полезную работу----------------------45-55 %
Потери тепла с выпускными газами 25- 40 %  
Потери с охлаждающей водой и маслом 15-28 %  
Потери в результате неполного сгорания 5-10 %
Потери от теплового излучения ДВС 3-6%

Тепловой баланс двигателя определяется не аналитически, а на ос­новании экспериментальных данных при испытании двигателя. Однако и в этом случае часть тепловых потерь не поддается учету.

В общем виде уравнение теплового баланса имеет следующий вид:

Q = Qe + Qω + Qg + Qx + Qs. ( 1)

Где Q —100 % подведенного тепла к двигателю при сгорании всего топлива

1. Qs учитывает :

1.1) потери от неполноты сгорания вследствие плохого пере­мешивания топлива с воздухом;

1.2) потери, эквивалентные части работы трения в подшипниках и прочих механизмах (потери тепла на трение между поршнем и цилиндром поглощаются охлаждающей водой);

1.3) по­тери от лучеиспускания

1.4) потери, эквивалентные кинетической энер­гии отработавших газов. Кроме того, в остаточный член входит неизбеж­но получающаяся при экспериментировании неувязка теплового баланса. Суммарно остаточный член Qs теплового баланса составляет 5—10% от общего количества тепла, введенного в цилиндр двигателя. Практически Qs определяют как разность между количеством затраченного тепла в единицу времени QT и следующими составляющими теплового баланса:

2. Тепло Qe, превращенное в полезную работу :

Qe=Ne дж/сек (Qe=632Ne кал/ч) для дизелей составляет 45-55 %

3. Тепло Qω потерянное с охлаждающей водой:

Qω=Gв (tвых- tвх) Со, для дизелей составляет 15-28 %

где tвх и t вых — температура входящей и выходящей воды;

GB — количество воды, кг/ч;

Со — теплоемкость воды.

4. Тепло Qg, теряемое с отработавшими газами:

Qg=(М п.сmcp’ Tr—M1 mcpTa)Gr ------- для дизелей составляет 25-42 %

где М п.с и M1— число молей продуктов сгорания и свежего заряда на 1 кг топлива;

mс’ р и mср— молярные теплоемкости продуктов сгорания и свеже­го заряда при р=const;

Tr и Та — температура отработавших газов и свежего заряда;

GT — количество топлива.

По тепловому балансу можно оценить долю потерь каждой из со­ставляющих баланса и при доводке двигателя определить возможность снижения принципиально устранимых потерь тепла, имеющих место в двигателе сверх неизбежных потерь. Принципиально устранимые потери включены в следующие составляющие баланса: Qg, Qw, Qx, Qs вместе с неизбежными потерями, согласно второму закону термодинамики.

Как видно из формулы теплового баланса ( 1) наибольшие потери тепла составляют с выхлопными газами.

Дата добавления: 2016-06-22; просмотров: 4167; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Похожие статьи:

1.13.Тепловой баланс двигателя.

Тепловой баланс в общем виде:

Q0=Qе+Qг+Qв+Qн.с.+Qост.=HиGт/3,6, (1/стр.125)

где Q0– общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом:

Q0=43930 · 22,045/3,6=269010 Дж/с.

Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 сек:

Qе=1000Ne=1000 ·76,28=76280 Дж/с. (1/стр.125)

Теплота, потерянная с отработавшими газами:

Qr=(Gт/3,6){М2[(mcV″)t0tг+8,315]tг-М1[(mcV″)t020+8,315]t0}, (1/стр.125)

где (mcV″)t0tг– теплоемкость отработавших газов (определяется методом интерполяции по табл.3.8 (1/стр.59):

tr=Tr-273=1030-273=757°C

кДж/(кмоль град)

где 24,868 и 25,021 значения теплоемкости продуктов сгорания при 7000С соответственно при α=0,95 и α=1, взятые по таблице 3.8 (1/стр.59).

кДж/(кмоль град)

где 25,280 и 25,441 значения теплоемкости продуктов сгорания при 8000С соответственно при α=0,95 и α=1, взятые по таблице 3.8 (1/стр.59).

Теплоемкость продуктов сгорания при tc=7570С и α=0,96

(mcV″)t0tc=24,8986+(25,3122-24,8986)·57/100=25,134 Дж/(кмоль град);

(mcV)t020=20,775 кДж/(кмоль град) – теплоемкость свежего заряда (определяется по табл. 3,6 (1/стр.58) для воздуха методом интерполяции при

t0=Т0-273=293-273=200С

Qr=(22,045/3,6){0,536[25,134+8,315]757-0,5041[20,775+8,315]20}=81314 кДж/(кмоль град).

Теплота, передаваемая охлаждающей среде:

QB=ciD1+2mnm(Hu-∆Hu)/(αHu)=

=0,5∙4∙8,81+2∙0,65∙45000,65∙(43930-2476)/(0,96∙43930)=77212 Дж/с,

где с=0,45-0,53 – коэффициент пропорциональности для четырехтактных двигателей. В расчетах принятос=0,5;i=4 – число цилиндров;D– диаметр цилиндра, см;m=0,5 – 0,7 – показатель степени для четырехтактных двигателей.

Теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива:

Qн.с.=∆HиGт/3,6=2476∙22,045/3,6=15162 Дж∙с. (1/стр.125)

Неучтенные потери тепла:

Qост = Q0 –(Qе+Qг+Qв+Qн.с)=

=269010-(76280+81314+77212+15162)=19042 Дж/с. (1/стр.125)

Составляющие теплового баланса:

Составляющие теплового баланса

Q,Дж/с

q, %

Теплота, эквивалентная эффективной работе

76280

28,3

Теплота, передаваемая охлаждающей среде

77212

28,7

Теплота, унесенная с отработавшими газами

81314

30,2

Теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива

15162

5,7

Неучтенные потери теплоты

19042

7,1

Общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом

269010

100

1.14.Таблица сравнения показателей проектируемого двигателя с показателями заданного прототипа

Параметры

,

,

,

ε

S/D, мм

Прототип

4500

66,4

2,445

28,60

70,00

148,6

8,2

92/92

Расчетный

ДВС

4500

60,79

2,240

34,05

76,28

161,9

8,7

92/88

Вывод:В спроектированном двигателе из-за повышения степени сжатия с 8,2 до 8,7 удалось увеличить литровую мощность на 19%, увеличился максимальный крутящий момент на 11%, а также увеличилась мощность двигателя на 9%.

Расчет диффузора.Теоретическую скорость воздуха приn=4500 об/мин принимаем равнойм/с.

Разряжение в диффузоре при м/с определяем по формуле

(стр. 446 /1/)

Действительная скорость воздуха в диффузоре

м/с, (стр. 446 /1/)

где – определяется по рис. 18.2 /1/ прикПа и в предположении, что криваярассчитываемого карбюратора близка к максимальной кривой.

Действительный секундный расход воздуха через диффузор

кг/с

Диаметр диффузора

или

Расчет главного жиклера.Теоретическая скорость топлива при истечении из главного жиклера

м/с, (стр. 446 /1/)

где – плотность бензина, кг/м3; ∆h=4 мм=0,004 м. Действительная скорость топлива при истечении из главного жиклера

м/с, (стр. 446 /1/)

где – определяется по рис. 18.5 /1/ при выборе жиклера с.

Действительный расход топлива двигателем при n=4500 об/мин по данным теплового расчета составляет 22.045 кг/ч или 0,00642 кг/с. Так как топливо подается через два жиклера – главный и компенсационный, необходимо так подобрать их размеры, чтобы они обеспечивали выбранную в тепловом расчете зависимостьот частоты вращения. Предварительно принимаем расход топлива через главный жиклеркг/с, а через компенсационный –кг/с.

Диаметр главного жиклера

Расчет компенсационного жиклера.Теоретическая скорость топлива при истечении из компенсационного жиклера

м/с, (стр. 447 /1/)

где Н=50 мм=0,05 м – уровень топлива в поплавковой камере над компенсационным жиклером.

Истечению топлива со скоростью м/с приблизительно соответствует разряжение

Поэтому коэффициент расхода компенсационного жиклера можно определить по рис. 18.5 /1/ при ∆р≈0,7 кПа. Выбираем компенсационный жиклер с отношением , тогда. Диаметр компенсационного жиклера


Смотрите также