Тепловой расчет и тепловой баланс двигателя

Исходные данные

Эффективная мощность Ne = 162 кВт (220 л.с.) при частоте вращения коленчатого вала n = 2100 мин-1.

Двигатель семицилиндровый, i = 7 с звездообразным (радиальным) расположением цилиндров.

Система охлаждения комбинированная – воздушная и жидкостная закрытого типа.

Степень сжатия ε = 18.

Расчетные частоты вращения: nmin = 800 мин-1, режим максимального крутящего момента nm = 1250 мин-1; режим максимальной (номинальной) мощности nN = 2100 мин-1; режим максимальной скорости движения автомобиля nmax = 2300 мин-1.

Дальнейшие формулы показаны для номинального режима nN.

Топливо

Средний элементарный состав и молекулярная масса дизельного топлива

С = 0,87; Н = 0,126; О = 0,004;

Низшая теплота сгорания топлива

Нu = 33,91С + 125,6Н – 10,89(О – S) –2,51×(9H + W)=33,91×0,87 + 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:

Коэффициент избытка воздуха

Уменьшение коэффициента избытка воздуха α до возможных пределов уменьшает размеры цилиндра и, следовательно, повышает литровую мощность двигателя, но одновременно с этим значительно возрастает теплонапряженность двигателя, особенно деталей поршневой группы, увеличивается дымность выпускных газов. Лучшие образцы современных дизелей без наддува со струйным смесеобразованием устойчиво работают на номинальном режиме без существенного перегрева при α=1,4÷1,6, а с наддувом при α=1,6÷1,8. В связи с этим зададим закон изменения α, принимаем на номинальном режиме α=1,56;

Таблица 5.1

Рис. 5.1. Коэффициент избытка воздуха.

количество свежего заряда:

количество отдельных компонентов продуктов сгорания: