Тепловой расчет двигателя
Задание:
В курсовом проекте рассматривается двухтактный карбюраторный двухцилиндровый мотоциклетный двигатель ИЖ-Планета-5
Рабочий объем двигателя W = 346 см3.
Количество цилиндров i = 2;
Диаметр цилиндра D = 72 мм = 0,072 м;
Ход поршня S = 85 мм = 0,085 м;
Наклон цилиндров 15° к вертикали;
Обороты максимальной мощности: ;
Геометрическая степень сжатия: ;
Доля хода, занятая продувочными окнами: .
Выбор и обоснование исходных данных:
Давление и температура окружающей среды:
;
.
Коэффициент избытка воздуха для сгорания:
.
Коэффициенты полезного тепловыделения, для карбюраторных двигателей выбираются из интервала 0,85…0,95 [4]:
;
.
Коэффициент остаточных газов – отношение количества оставшихся в цилиндре от предыдущего цикла газов к количеству поступившего свежего заряда. Для двухтактного двигателя с петлевой продувкой . Двигатели большей быстроходности характеризуются большим значением
[4]. Принимаем:
.
Давление и температура остаточных газов:
;
.
Подогрев заряда от стенок – температура подогрева за счет тепла стенок цилиндра, которых касается газ при наполнении цилиндра, и температуры остаточных газов. Для карбюраторных двигателей [4]. Принимаем:
.
Коэффициент скругления индикаторной диаграммы: меньшие значения выбирают для дизелей, большие – для двигателей с электрическим зажиганием) [2]. Принимаем:
.
Средняя молекулярная теплоемкость газов при постоянном объеме:
- топливная смесь [4];
- остаточные газы [4].
Механический к.п.д.:
.
Предварительный расчет:
Действительная степень сжатия:
. В дальнейшем при расчетах будем пользоваться действительной степенью сжатия.
Давление продувки (после компрессора – кривошипной камеры):
.
Показатель политропы сжатия в нагнетателе:
.
Коэффициент, учитывающий неодинаковость теплоемкостей смеси и остаточных газов:
.
Наполнение:
Температура воздуха перед впускными органами:
К.
Давление в начале сжатия:
.
Коэффициент наполнения:
Коэффициент наполнения, отнесенный к полному ходу поршня:
.
Температура рабочего тела в начале сжатия:
Сжатие:
Находим показатель политропы сжатия из уравнения:
, где
;
,
используя программу MathCAD .
Давление в конце сжатия:
.
Температура в конце сжатия:
.
Средняя теплоемкость при сжатии:
.
Сгорание:
Количество воздуха, теоретически необходимое для сгорания: