ГБЦ замер и расчет объема камеры сгорания и степени сжатия
Камера делается под цилиндр двигателя диаметром 84мм.
Итак пришло время подвести итоги запила камеры сгорания и просчитать ее объем перед шлифовкой ГБЦ.
Высота блока цилиндров на классический автомобиль ВАЗ:
Головка цилиндров 21011-1005011-10 двигателя, отливается из алюминиевого сплава и является общей для всех цилиндров. Высота головки — 112,5 мм, камера сгорания размером 79х51 мм и объемом 33,2 см куб. Внутри камеры имеется фрезерованная ступенька высотой 2 мм .
Головка цилиндров 21213-1003015 (для двигателя объемом — 1,7 л.) конструктивно похожа на головку 21011, но имеет ряд отличий. Высота головки 21213 составляет 111,0 мм, что ниже головки 21011 и 2130 (112.5 мм) на 1,8 мм. Размер камеры сгорания — 81х52 мм, объем 30 см куб.
Головка цилиндров 2130 -1003011-00 конструктивно не отличается от головки 21011, но имеет увеличенную камеру сгорания.
Камера сгорания выполнена с размером 81х53 мм и объемом 34,3 см куб. Высота 112,5 мм. В отверстии камеры просматриваются две фрезерованные ступеньки высотой около 1 мм.
Расчет процесса наполнения
Давление в цилиндре в конце процесса наполнения для четырехтактных ДВС без наддува можно ориентировочно принять:
Ра = (0,85-0,9) Ро, (МПа)
где Ро — атмосферное давление воздуха, МПа.
Для стандартных атмосферных условий Ро = 0,101 МПа.
Ра = 0,9 0,101=0,0909 МПа
Температура заряда в конце процесса наполнения
где То — температура воздушного заряда на входе в двигатель; То = 293 К;
t — подогрев рабочего тела в цилиндре от стенок в конце наполнения; t = 20 С;
Тr — температура выпускных газов, Тr = 800 К;
r — коэффициент остаточных газов, r = 0,05.
Коэффициент наполнения цилиндра определяется по формуле
Объем цилиндра в точках «а» и «b» индикаторной диаграммы:
Vа = Vв = 0,000036 + 0,00061=0,000646 м3 ;
Расчет параметров сжатия рабочего тела в цилиндре
Давление и температура в конце сжатия
где n1 — показатель политропы сжатия, n1 = 1,35
Расчет процесса сгорания
Количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива, определяется по формуле
где — элементарный состав соответственно углерода, водорода и кислорода в топливе по массе.
Средние значения для дизельного топлива
Количество свежего заряда в цилиндре, кмоль, приходящаяся на 1 кг топлива:
Для дизельных двигателей количество свежего заряда в цилиндре определяется по формуле:
где — коэффициент избытка воздуха, который можно принять :
= 1,3-1,7 — для дизельных двигателей.
Общее количество продуктов сгорания на один кг топлива:
Химический коэффициент молекулярного изменения рабочего тела:
Действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси с учетом наличия в цилиндре остаточных газов
Максимальная температура газов в процессе сгорания определяется из уравнения сгорания.
Уравнение сгорания для дизелей имеет вид
где — коэффициент использования теплоты, для дизелей = 0,75;
Нu — низшая теплота сгорания топлива, Нu = 42500 кДж/кг,
mcvc — средняя молярная теплоемкость свежего заряда;
mcvc = 20,16 + 1,74 10 -3 924,58=21,77;
mcv ” — средняя молярная теплоемкость продуктов сгорания.
Для дизельных двигателей по заданному значению Рz определяется степень повышения давления в цилиндре
Подставляя полученные значения величин в уравнения сгорания, получаем уравнение с двумя неизвестными: максимальной температурой сгорания Тz и теплоемкости продуктов сгорания mcv ” при этой же температуре.
После подстановки в уравнение сгорания известных параметров в виде числовых значений и последующих преобразований оно превращается в квадратное уравнение
0,00268Тz 2 + 31,52Тz — 72211,6 = 0,
Тогда решение уравнения имеет вид
Для дизелей теоретическое максимальное давление цикла определяется по формуле
5.2 Определение объема камеры сгорания по приведенной длине
Значение зависят от вида применяемого топлива и определяются экспериментально. Для различных топлив величина находится в пределах 1…5 м. В табл. 5.1 даны значения для некоторых топлив [17].
Таблица 5.1.(8)
Значения для некоторых топлив ЖРД
Азотная кислота + анилин
Азотная кислота + керосин
Азотная кислота + НДМГ
Кислород + этил. спирт
Нитрометан (однокомпо- нентный)
Нетрудно показать, что приведенная длина и условное время пребывания являются пропорциональными параметрами. Действительно, согласно уравнению (1.9) имеем
Подставляя это значении в формулу (5.7) , получим
Сопоставив уравнение(5.9) и (5.5), определим
Для данного топлива произведение можно считать постоянным, следовательно,
Очевидно, что так же, как и , мало зависит от давления в камере сгорания. Зная , мы всегда можем определить .
Так, например, если для топлива, состоящего из смеси кислорода и керосина, примем =1,25 м, то, считая приближенно = 1,13 (т.е. = 0,632), =343 Дж/(кг ּ К) и =3550 К, получим соответствующее данному значение :
В.П.Бурдаков, Б.В.Дзюбенко, С.К.Михайлова. Термодинамика в 2 частях. Часть 1. Основной курс. Изд.: Дрофа,2009г.
В.П.Бурдаков, Б.В.Дзюбенко, С.К.Михайлова. Термодинамика в 2 частях. Часть 2. Основной курс. Изд.: Дрофа,2009г.
Г.Б.Синярёв, М.В.Добровольский. Жидкостные ракетные двигатели. Машиностроение 2006г., с.580
М.В.Добровольский. Жидкостные ракетные двигатели. Машиностроение 2006г., с.488
В.Н.Луканин, М.Г.Шатров, Г.М.Камфер и др. Теплотехника 2000г., 671с.
Р.А.Бережинский, В.Д.Горохов, В.А.Коробченко. Основы проектирования камер сгорания ЖРД: учебное пособие/ под общей ред. В.С.Рачука/ Воронеж: гос.техн.ун-т, 2004, с.129
Расчёт и проектирование камеры……………………………………………..…….….6
2.2. Исходные данные для термодинамического расчёта……………………..……. 7
2.3. Уравнение теплового баланса………………………………………….………..…8
2.4. Уравнение материального баланса……………………………………….…….….8
2.5. Уравнение баланса парциальных давлений……………………………….……. 9
2.6. Уравнение химического равновесия………………………………………………9
2.7. Определение состава П.С. и их температуры………………………………..…..10
2.8. Определение коэффициентов потерь……………………………………………..10
2.9. Расчёт основных параметров камеры.……………………………………………11
3. Определение размеров камеры сгорания………………………………………………16
3.1. Профилирование сверхзвуковой части сопла и выбор профиля для входной части……………………………………………………………………………………………..17
4. Элементарная теория сверхзвукового сопла…………………………………………..21
4.1. Критический перепад давления…………………………………………………..23
4.2. Изменение параметров параметров газового потока по длине сопла…………24
4.3. Теплосодержание топлива и продуктов сгорания………………………………24
4.4. Система отсчёта полных теплосодержаний……………………………………. 25
5. Тепловой расчёт ЖРД по диаграмме. Полное теплосодержание – энтропия………..26
5.1. Определение объёма камеры сгорания по условному времени пребывания….30
Расчет объема камеры сгорания
Во второй половине XIX века произошли события, приведшие впоследствии к появлению наиболее массового средства передвижения – автомобиля. В 1860г. французский механик Этьен Ленуар создал первый двигатель внутреннего сгорания. Однако этот двигатель во многом уступал паровым машинам того времени. Существенно повысить его эффективность удалось механику из Кельна Августу Отто, построившему в 1862г. четырехтактный двигатель внутреннего сгорания со сжатием горючей смеси.
Отто понадобилось 15 лет, чтобы сконструировать работоспособный двигатель. Однако этот двигатель работал на газе, был тихоходным и тяжелым, из-за чего получил применение лишь в стационарных условиях. Только перевод двигателя внутреннего сгорания на жидкое топливо открыл ему широкую дорогу на транспорте. Такой двигатель был создан в 1881г. техническим директором завода Отто в г. Дойце Готтлибом Даймлером.
Претерпев значительные конструктивные изменения, постоянно совершенствуясь, двигатели Отто с принудительным искровым воспламенением и до настоящего времени остались наиболее массовой силовой установкой автомобиля.
В данной контрольной работе необходимо рассмотреть тепловой расчет автомобильного двигателя, определить основные параметры рабочего процесса двигателя. Также необходимо определить индикаторные и эффективные показатели работы двигателя и построить индикаторную диаграмму.
Исходные данные для выполнения контрольной работы приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Исходные данные
| Тип двигателя | дизельный |
| Степень сжатия, ε | 14,5 |
| Максимальное давление, P z, МПа | 6,7 |
| Частота вращения коленчатого вала двигателя, n, об/мин | 3800 |
| Число цилиндров двигателя, i | 6 |
| Диаметр цилиндра, dц, м | 0,095 |
| Ход поршня, S, м | 0,102 |
| Длина шатуна, l ш, м | 0,26 |
Расчет объема камеры сгорания
Объем камеры сгорания определяется по формуле:
, (1.1)
где Vc – объем камеры сгорания двигателя, м 3 ;
Vh – рабочий объем цилиндра, м 3 ;
e – степень сжатия; e = 14,5.
Рабочий объем цилиндра определяется по формуле:
, (1.2)
где Fп – площадь поршня, м 2 ;
S – ход поршня, S = 0,102 м.
где D – диаметр поршня, D = 0,095 м.
Площадь поршня согласно формуле (1.3) составит:
Fп = 3,14 · 0,095 2 / 4 = 0,708 · 10 – 2 м 2 .
Рабочий объем цилиндра согласно формуле (1.2) равен:
Vh = 0,708 · 10 – 2 × 0,102 = 0,723 · 10 – 3 м 3 .
Объем камеры сгорания равен:
Vc = 0,723 · 10 – 3 / (14,5 – 1) = 0,054 · 10 – 3 м 3 .
Объем цилиндра в точках " а " и " b " индикаторной диаграммы для четырехтактного двигателя:
, (1.4)
где Vа, Vв – объем цилиндра в точках " а " и " b " индикаторной диаграммы
Vа = Vв = 0,054 · 10 – 3 + 0,723 · 10 – 3 = 0,777 · 10 – 3 м 3 .
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Студопедия рекомендует:
КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ И КАЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ (ПРИЗНАКИ) ПРЕСТУПНОСТИ Преступность является собирательным понятием, поскольку включает в себя совокупность конкретных совершенных преступлений в отдельно.
Действия сотрудников ОВД при ОБНАРУЖЕНИИ взрывоопасных предметов и взрывных устройств 1. При обнаружении таких предметов и устройств сотрудник ОВД обязан: — провести визуальный осмотр предмета.
Концепция развивающего обучения (Л.В. Занков, В.В. Давыдов, Д.Б. Эльконин и др.) Целевая ориентация — формирование продуктивного (творческого) мышления.
Этапы складывания антигитлеровской коалиции Начавшаяся война потребовала от СССР искать поддержки у других стран.
АЛГОРИТМ КОРМЛЕНИЯ НОВОРОЖДЕННОГО ЧЕРЕЗ ЗОНД Цель: Обеспечить ребенка необходимым количеством пищи при отсутствии сосательного и глотательного рефлексов.