Расчет давления газов в цилиндре к моменту открытия продувочных окон

ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова

КАФЕДРА ДВС и АСЭУ

РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №2

на тему:”Расчёт процесса газообмена судового двухтактного дизеля”

по дисциплине: “СУДОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ”

Выполнил к-т 452 группы:

Степанов А.Д.
Проверил преподаватель:

Коржук С.Н.

 

Санкт-Петербург

2017г.

Расчет времени-сечения фаз газообмена

Определим основные геометрические параметры органов газообмена.

Продувочные окна. Высота продувочных окон известна из рабочего цикла

Суммарная ширина окон, при условии, что они занимают 60% длины окружности цилиндровой втулки

Принимаем характерные для прямоточно-клапанного газообмена углы

α=17˚

β=90˚

Расчет открытого действительного сечения

ϕ˚п.к.в	0(нмт)								ϕd=40,9
fпр, м2	0,28855	0,2842	0,2715	0,2503	0,2204	0,1817	0,1339	0,0766

 

Выпускной клапан.

-диаметр клапана по центру посадочного пояска

-диаметр штока клапана

-диаметр горловины клапана

-максимальный ход клапана

Угол конуса посадочного пояска α_кл принимаем равным 30˚.

Зависимость открытого сечения выпускного клапана f_кл, м², определяется формулой

Текущее значение хода клапана определяем как

ϕ, ˚п.к.в.	Фаза открытия
		0,14	0,36	0,61	0,84	0,94	0,97	1,0
		0,014	0,036	0,061	0,084	0,094	0,097	0,1
		0,0152	0,0391	0,0663	0,0913	0,1022	0,1055	0,1088
ϕ, ˚п.к.в.	Фаза закрытия
	1,0	0,91	0,68	0,39	0,16
	0,1	0,091	0,068	0,039	0,016
	0,1088	0,099	0,0739	0,0424	0,0174

 

Определяем фазу полного открытия клапана:

 

 

Принимаем масштабы для построения диаграммы угол-сечение mf(кл) =100 мм/м2; mf(пр) =200 мм/м2; m = 1 мм/оп.к.в. Строим диаграмму угол-сечение органов газо- распределения рассчитываемого двигателя:

Диаграмма угол-сечение

Результаты обработки диаграммы угол-сечение

Фаза/Параметр	Предварение выпуска	Принудительный выпуск	Продувка
Площадь диаграммы, мм2	F1=284	F2=1130	F3=2400
Угол-сечение, м2 =F/m	2,84	11,3
Время-сечение, м2 с	0.0045	0.018	0,038

Расчет перепада давлений в продувочных окнах

Параметры воздуха в ресивере известны из расчета рабочего цикла: p_s=3,8 бар; T_s=305K, G_в=3,95 кг.

Из рекомендованных диапазонов значений принимаем:

- коэффициент истечения из продувочных окон μ_пр=0,8

- коэффициент продувки цилиндраϕ_а=1,45

Определяем массу воздуха, поступившего в цилиндр в процессе газообмена:

Рассчитываем значение функции отношения давлений:

Согласно рис. 3.1 [1], при Ψ_пр=0,147 отношение давлений . Полученное значение лежит в рекомендованных пределах 0,97-0,99.

Среднее давление в цилиндре в период продувки

Перепад давлений в продувочных окнах

 

Расчет перепада давлений в выпускном клапане

Из расчета рабочего цикла известны:

- температура смеси в начале сжатия Т_а=327К;

- давление и температура газов в конце расширения p_b=11,26бар; T_b=993 K.

Температура газов в цилиндре в начале продувки цилиндра при политропном расширении с показателем политропы m=1,3:

Средняя температура газов в цилиндре за период принудительного выпуска Т_ц рассчитывается по формуле

Из рекомендованных значений принимаем

-коэффициент истечения для выпускного клапана μ_вып=0,75

-коэффициент остаточных газов в цилиндре к моменту начала продувки цилиндра ϒ_нп=0,55.

Масса газов и воздуха, проходящих через выпускной клапан в течение фазы принудительного выпуска

Расчетное значение функции отношения давлений:

 

Согласно рис. 3.1 [1], при Ψ_вып=0,32 отношение давлений р_г/р_ц=0,95.

Полученное значение лежит в рекомендованных пределах (0,9-0,95).

Давление в выпускном коллекторе

Перепад давлений в выпускном клапане

Общий перепад давлений при продувке цилиндра

Расчет давления газов в цилиндре к моменту открытия продувочных окон

Из расчета рабочего цикла известны:

- рабочий объем цилиндра V_h= 1,3 м³;

- объем цилиндра в конце расширения

- объем цилиндра в момент открытия продувочных окон

В течение свободного выпуска объем цилиндра изменяется, поэтому определим среднее значение объема цилиндра на участке b-d

Принимаем из рекомендованного диапазона (0,65-0,85) коэффициент истечения для выпускного клапана μ_св=0,75.

 

Давление газов в цилиндре рассчитываем по формуле

Полученное значение p_d на 3 % меньше p_s=3,8 бар. Это свидетельствует о том, что располагаемое время-сечение предварения выпуска А₁ обеспечивает работу двигателя без заброса газов в продувочный ресивер.

Таким образом, выполненный поверочный расчет показал, что принятые фазы и размеры органов газораспределения обеспечивают нормальное протекание процесса газообмена для дизеля K80ME с заданными мощностью, частотой вращения и принятым уровнем среднего эффективного давления.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: