ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Введение
Двигатели внутреннего сгорания относятся к наиболее распространен-ным машинам.
В настоящее время многие отечественные и зарубежные ученые успеш-но разрабатывают вопросы теории двигателей внутреннего сгорания. Со-временные моторостроительные заводы, научно-исследовательские и учеб-ные институты ведут работу по совершенствованию конструкции двигателей, улучшению удельных показателей и эксплуатационных качеств по повыше-нию моторесурса. Все это требует от специалистов высокого профессиона-лизма и творческого подхода к своему делу. Наряду с этим выполнение за-данного курсового проекта углубляет знания студентов в тонкости двигате-лей внутреннего сгорания, как к предмету, так и самих конструктивных осо-бенностей.
При создании новых двигателей и их семейств большое внимание уде-ляется степени их стандартизации и унификации, которая оценивается долей стандартизованных и унифицированных элементов во всей конструкции дви-гателя. Степень унификации должна определяться оптимальностью общего решения компоновки и ее экономической целесообразности.











1. Тепловой расчет двигателя
Исходные данные для теплового расчета поршневого двигателя внутреннего сгорания.
марка двигателя ЯМЗ-238
номинальная мощность двигателя Ne = 170 кВт.
частота вращения коленчатого вала n = 2200 об/мин.
число тактов τ = 4
число цилиндров и расположение цилиндров i = 6
степень сжатия ε = 14
тип двигателя дизельный

Для расчета двигателя в принимаем дизельное топливо с элементарным составом по массе: gc= 0,86; gn= 0,13; g0 = 0.01
Низшая теплота сгорания данного топлива Ни = 42500 кДж/кг.
Давление и температуру окружающей среды принимаем рав-ными (для тракторных двигателей) р0 = 0,1 МПа, Т0= 293 К.
В начале сжатия температура отработавших газов для дизельных
ДВС изменяется в пределах от 900 до 1050 К, для расчета принимаем
Тr = 900 К. Давление остаточных газов для дизельных двигателей:
рr = (1,05...1,25) · p0 =1,15·0,1 = 0,115 МПа
Температура подогрева свежего заряда для ДВС изменяется в преде-лах:
ΔТ= -5...30 К, принимаем ΔТ = 15 К.
Величина потери давления на впуске для дизельных ДВС Δ ра = (0,04…0,18)·р0,
принимаем Δ ра = 0,12·0,01 = 0,012 МПа


1.1 Процесс наполнения
Давление газов в цилиндре в конце впуска:
МПа.
Коэффициент остаточных газов вычисляется по формуле:

Температура газов в цилиндре в конце впуска:
К
Коэффициент наполнения вычисляется по формуле:



1.2 Процесс сжатия

Давление и температура газов в конце сжатия вычисляются по формулам:
МПа
К
где n1 = 1.34 – показатель политропы сжатия.


1.3 Процесс сгорания

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания топлива:
кмоль/кг
где gc= 0,86; gn= 0,13; g0 = 0,01 – средний элементарный состав дизельно-го топлива
Количество свежего заряда (кмоль) для дизельных двигателей определяется по формуле:

где α – коэффициент избытка воздуха α =1,1…1,8 для дизельных двигате-лей;
принимаем α = 1,3 на основных режимах.
кмоль/кг
Количество продуктов сгорания при работе двигателя на жидком топливе при α > 1:
кмоль/кг
Теоретический коэффициент молекулярного изменения: