1.Тепловой расчет тракторного дизеля

1.1 Цель теплового расчета двигателя: определение индикаторных параметров рабочего цикла и основных размеров двигателя, оценка КПД и экономичности проектируемого двигателя.

1.2 Определение исходных данных для построения индикаторной диаграммы

При выполнении теплового расчета двигателя в первую очередь необходимо определить параметры состояния газов(абсолютное давление P и абсолютную температуру T в характерных для диаграммы точках. Такими точками являются: а- конец впуска; с- конец сжатия; z- конец сгорания и b- конец расширения.

Одним из важных этапов выполнения первого раздела курсовой работы является выбор параметров для теплового расчета. Правильный выбор этих параметров позволит получить высокие мощностные и экономические показатели, отвечающие современному уровню развития двигателестроения.

Учитывая исходные данные, принимаем:

1. Коэффициент избытка воздуха α =1,6

2. Коэффициент наполнения η_ν =0,85

3. Степень повышения давления λ=1,8

1.3 Процесс впуска

В двигателях без наддува воздух в цилиндры поступает из атмосферы, и при расчете рабочего цикла давление окружающей среды принимается равным P₀=0,1 МПа а температура Т₀=293К.

Давление остаточных газов принимаем в зависимости от сопротивления выпускного тракта равным P_r=920,02 MПа.

В зависимости от степени сжатия и числа оборотов температура остаточных газов принимаем T_r=722K.

 Давление P_a в конце процесса впуска

Температура T_a= в конце процесса впуска

1.4 Процесс сжатия

Расчет давления  P_c и температуры T_c в конце сжатия проводят по уравнениям политропического процесса:

где n₁– средний показатель политропы сжатия, который определяется по формуле

Находим температуру и давление в конце сжатия:

1.5 Количество газов, находящихся в цилиндре в конце процесса сжатия

Теоретическое количество воздуха необходимое для сгорания 1 кг топлива (с составом С,Н и О)

Где С, Н и О – весовая доля соответствующих компонентов в 1 кг топлива.

Из приложения к методическим указаниям примем для дизельного топлива:

С=0,857 ; Н= 0,133; О=0,01

Действительное количество воздуха необходимое для сгорания 1 кг топлива:

Где -коэффициент избытка воздуха по приложению к методическим указаниям

Количество свежего заряда М₁ равно:

Количество остаточных газов в цилиндре двигателя равно

Где коэффициент остаточных газов. Величина определяется из уравнения

Общее количество газов, находящихся в цилиндре в конце сжатия:

1.6 Процесс сгорания

Число молей М₂ продуктов сгорания 1 кг топлива

С учетом остаточных газов количество газов, находящихся в цилиндре в конце сгорания

Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:

Давление в конце сгорания

Из приложения к методическим указаниям значение λ для дизелей при непосредственном впрыске в неразделенную камеру принимаем 1,8

Температура T_z определяется из уравнения сгорания, которое для четырехтактного дизеля имеет следующий вид

У четырехтактных дизелей коэффициент использования тепла

ξ=0,8

H_u- теплота сгорания (для дизельного топлива H_u=42500 кДж/кг)

Средние мольные теплоемкости определяются по формулам

Заменяя в формуле величину ее значением и решая квадратное уравнение находим T_z

Путем сокращений и вычислений получаем

T_z=2124К