Материал: СМ ПМ.01 Тема 1.1.1. СЭУ 4-х без-наддува ДВС КР Либерис 2020 готово (1)

Раздел 6. Расчет рабочего цикла судового 4-х тактного двигателя без наддува

6.1 Выбор исходных данных и обоснование выбора для расчета рабочего цикла судового четырехтактного двигателя без наддуваприведены в таблице 13.

Таблица 13

тихоходные С_м< 6,5‚ м/с

быстроходные С_м> 6.5, м/с

повышенной быстроходности С_м> 13, м/с

Габаритные размеры двигателей

Ориентировочная длина двигателей:

L = А*z, мм

где: А – расстояние между осями цилиндров, мм

z–число цилиндров

для: 4-х тактных тихоходных дизелей А = (1,5 – 1,8)D

4-х тактных быстроходных дизелей А = (1‚2 – 1,4)D

D -диаметр цилиндра

Ширина двигателя по фундаментной раме:

В = b*S

где: b = (2,3 –2,6) для тихоходных двигателей

b = (2,8–3,2) для быстроходных двигателей

S–ход поршня

Высота двигателя:

H = h*S

где: h = (4,5 –5,0) для тронковых тихоходных дизелей

h = (4,0– 4,5) для тронковых быстроходных дизелей

h = (5,0– 5,5) для крейпцкопфных дизелей

6.2 Расчет параметров процесса наполнения рабочего цилиндра

Определяем давление воздуха в начале сжатия:

,МПа (1)

Определяем давление остаточных газов:

,МПа (2)

Определяем температуру поступающего в цилиндр воздуха, нагретого горячими деталями:

,K (3)

Определяем коэффициент остаточных газов:

(4)

Определяем температуру свежего заряда с остаточными газами в начале сжатия:

,K (5)

Определяем коэффициент наполнения рабочего цилиндра воздухом:

(6)

6.3 Расчет параметров процесса сжатия

Уточняем средний показатель политропы сжатия:

(7)

После уточнения n₁ =

Определяем температуру конца сжатия:

,K (8)

Определяем давление в конце сжатия:

,МПа (9)

Расчет количества киломолей воздуха, необходимого для сгорания 1 кг топлива.

Определяем теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива:

, (10)

Определяем действительное количество воздуха:

, (11)

6.4 Расчет параметров процесса сгорания:

Определяем количество киломолей продуктов сгорания 1 кг топлива:

, (12)

Определяем теоретический коэффициент молекулярного измерения:

(13)

Определяем действительный коэффициент молекулярного измерения:

(14)

Определяем давление конца сгорания:

,МПа (15)

Принимаем λ =по прототипу двигателя , либо из табл.8.

Определяем среднюю молярную изохорную теплоемкость воздуха в конце сжатия:

, (16)

Определяем среднюю молярную изохорную теплоемкость продуктов сгорания при максимальной температуре сгорания:

, (17)

Определяем среднюю мобильную изобарную теплоемкость продуктов сгорания при максимальной температуре сгорания:

, (18)

Определяем низшую теплотворную способность по формуле Менделеева:

, (19)

Определяем максимальную температуру конца сгорания по уравнению сгорания:

(20)

Принимаем коэффициент использования тепла при сгорании:ζ = 0,65- 0, 85.

33После подстановки значений в уравнение сгорания получаем квадратное уравнение. Решив это уравнение, получаем значение максимальной температуры в точке z:

,K

6.5 Расчет параметров процесса расширения

Определяем степень предварительного расширения:

(21)

Определяем степень последующего расширения:

(22)

Уточняем средний степень политропы расширения:

(23)

Окончательно принимаем n₂ =

Определяем температуру газов в конце расширения:

,K (24)

Определяем давление газов в конце расширения:

, МПа (25)

2.6 Расчет основных индикаторных и эффективных показателей цикла

Определяем теоретическое среднее индикаторное давление:

,Мпа (26)

Определяем среднее индикаторное давление рабочего цикла (с учетом уменьшения площади индикаторной диаграммы на округление углов):

,Мпа (27)

Определяем среднее эффективное давление рабочего цикла:

,МПа (28)

Определяем индикаторный удельный расход топлива:

, (29)

Определяем эффективный удельный расход топлива:

, (30)