Произвести расчет четырехтактного дизельного V – образного двигателя ЯМЗ-238, предназначенного для грузовых автомобилей. Эффективная мощность дизельного двигателя Ne=232 кВт при частоте вращения коленчатого вала n=2250 мин-1 . Двигатель 8 цилиндровый (i=8). Система охлаждения жидкостная закрытого типа. Степень сжатия ε=15,3.

В соответствии с заданием типом двигателя принимаем дизельное топливо (для работы в летних условиях – марки Л, для работы в зимних условиях – марки З). В соответствии с ГОСТ 305-82 цетановое число не менее 45.

Средний элементарный состав и молекулярная масса топлива:

С = 0,870;Н = 0,126;О=0,004;

Низшая теплота сгорания топлива (1/стр.55):

Нu = 33,91С + 125,60Н – 10,89(О – S) – 2,51(9Н + W)=33,9·0,870 + 125,6·0,126 – 10,89·0,004 – 2,51·9·0,126 = 42,44 МДж/кг =42440 кДж/кг.

Параметры рабочего тела

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания одного килограмма топлива (1/стр.48):

В соответствии с заданием принимаем , где - коэффициент избытка воздуха. Количество свежего заряда (1/стр.50):

Количество отдельных компонентов продуктов сгорания (1/стр.51):

Общее количество продуктов сгорания (1/стр.52):

Параметры окружающей среды и остаточные газы

Атмосферные условия:

P0 = 0,1 МПа; Tk = T0 = 2930 K.

Давление окружающей среды при наддуве:

Pk = 0,17 МПа

Температура окружающей среды при наддуве:

где nk – показатель политропы сжатия (для центробежного нагнетателя с охлаждаемым корпусом принят nk = 1,65

Температура остаточных газов.

Высокое значение ε = 15,3 снижает температуру и давление остаточных газов, а повышенная частота вращения коленчатого вала и наддув повышают Тr и рr, поэтому можно принять (1/стр.65):

Tr=800 K, pr=0,95·pk=0,95·0,17=0,162 МПа.

Процесс впуска

Принимаем температуру подогрева свежего заряда

Плотность заряда на впуске (1/стр.68):

где RВ = 287 Дж/кг град – удельная газовая постоянная для воздуха.

Потери давления на впуске (1/стр.68):

где

;

принимаем в соответствии со скоростным режимом работы двигателя и с учетом небольших гидравлических сопротивлений во впускной системе.

Давление в конце впуска (1/стр.67):

Коэффициент остаточных газов (1/стр.69):

Температура в конце впуска (1/стр.69):

Коэффициент наполнения (1/стр.70):

Процесс сжатия

При работе дизеля на средних режимах можно с достаточной точностью принять показатель политропы сжатия равным показателю адиабаты, который определяется по номограмме:

При ε=15,3 и Та=384,7 К принимаем k1=1,359, n1=1,36

Давление в конце сжатия (1/стр.72):

Температура в конце сжатия (1/стр.72):

Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия таблица 3.7 (1/стр.59):

а) воздуха

где

б) остаточных газов (находим методом интерполяции по табл. 3.9 (1/ стр.60))

в) рабочей смеси (1/стр.74):

Процесс сгорания

Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси (1/стр.53):

Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси (1/стр.54):

Теплота сгорания рабочей смеси (1/стр.57):

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания (1/стр.59):

Величина коэффициента использования теплоты для дизелей с неразделенными камерами сгорания и хорошо организованным смесеобразованием лежит в пределах (1/стр.76). При наддуве в связи с повышением теплонапряжённости двигателя и созданием более благоприятных условий для протекания процессов сгорания принимается .

Степень повышения давления в дизеле: с целью снижения газовых нагрузок на детали кривошипно-шатунного механизма принимаем для дизеля с наддувом λ=1,5.

Температура в конце видимого процесса сгорания (1/стр.77):

Максимальное давление сгорания (1/стр.78):

Определим степень предварительного расширения (1/стр.78):

Процесс расширения и выпуска

Степень последующего расширения (1/стр.84):

Средний показатель адиабаты расширения k2 определяется по номограмме, при заданной ε = 15,3 для соответствующих значений α=1,6 и Тz=2200,5 К , а средний показатель политропы расширения n2 оцениваем по величине среднего показателя адиабаты k2=1,277. Показатель политропы n2 принимаем несколько меньшим n2=1,26.

Давление и температура в конце процесса расширения (1/стр.84):

Проверка ранее принятой температуры остаточных газов (1/стр.85):

что допустимо;

где - погрешность расчета.

Индикаторные параметры рабочего цикла

Теоретическое среднее индикаторное давление (1/стр.87):

Среднее индикаторное давление (1/стр.88):

где коэффициент полноты индикаторной диаграммы принят .

Индикаторный КПД и индикаторный удельный расход топлива (1/стр.89):

Эффективные показатели двигателя

Среднее давление механических потерь (1/стр.91).

Принимаем предварительно среднюю скорость поршня vп. ср.=10,7 м/с получаем:

Среднее эффективное давление и механический КПД (1/стр.92):

Эффективный КПД и удельный эффективный расход топлива (1/стр.94):

Основные параметры цилиндра и двигателя

Литраж двигателя (1/стр.95):

Рабочий объем одного цилиндра (1/стр.95):

Диаметр цилиндра и ход поршня (1/стр.95).

Согласно заданию принимаем S/D=1,087.

S = 1,08D = 1,08122 = 132,614 мм

Принимаем величины D = 122 и S = 133.

Основные параметры и показатели двигателя определяются по принятым выше значениям S и D.

Литраж двигателя (1/стр.77):

Площадь поршня:

Средняя скорость поршня (1/стр.96):

погрешность составляет менее 3% что допустимо.

Эффективная мощность (1/стр.77):

Эффективный крутящий момент (1/стр.96):

Часовой расход топлива (1/стр.96):

Литровая мощность двигателя:

Другое по теме:

Совершенствование организации контейнерных перевозок морским транспортом в России на основании использования принципов логистики
История предприятия ОАО "Совтрансавто-Москва" ведется с марта 1945г. В начале 70-х предприятие стало базой для вновь созданного Главного управления международных автомобильных сообщений «Совтрансавто» Минавтотранса РСФСР с автопарком в 300 ед. подвижного состава. Открытое ак ...

Анализ состояния и перспективы развития морского порта Сочи
Перевозки людей по воде относятся к наиболее древним видам путешествий с использованием транспортных средств. Первоначально это были деревянные плоты и лодки, которые в современном туризме скорее можно отнести к нетрадиционным видам транспорта. Тема данной курсовой работы интересна в свя ...

Развитие мирового сотрудничества России в области гражданской авиации
С каждым годом всё больше и больше находят спрос за рубежом разработки российских учёных. Но иностранные предприятия предлагают показать то, на что способны российские учёные лишь на небольших, малобюджетных «контрактиках», невыгодных нам. Существуют лишь несколько крупных проектов, где р ...