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 логистического управления пассажирским транспортом
Пассажирский транспорт является одним из основных элементов социальной инфраструктуры города, обеспечивающим потребность жителей в городских, пригородных и междугородных перевозках. Надежная и эффективная работа общественного транспорта для города является важнейшим показателем социально ...

Анализ хозяйственной деятельности грузового вагонного депо
Основными задачами вагонного депо являются содержание вагонного парка в технически исправном состоянии и обеспечение высоких показателей эффективности работы предприятия. Деятельность вагонного депо осуществляется на основе производственно-финансового плана (профинплана), который пред ...

Разработка оборудования для вырезки балласта на базе машины ЩОМ-Д
Балластная призма, на которую уложена рельсошпальная решетка, может состоять из щебня, гравия, ракушечника и песка. На линиях с большой грузонапряженностью и высокими скоростями движения поездов балластная призма устраивается из щебня и отходов асбестовой промышленности. Толщина балластн ...