Содержание




Введение
Уменьшение нефтяных запасов и постоянное удорожание топлива вынуждают искать пути для улучшения топливной экономичности двигателей.

В последние годы в связи с развивающимся экологическим кризисом все более жесткие требования предъявляются к выделению двигателями в атмосферу токсичных веществ. Нормы на токсичность и дымность для двигателей постоянно пересматриваются в сторону ужесточения. Уменьшается удельная масса двигателя

---

, уменьшается стоимость единицы мощности.

Применение наддува позволяет улучшить топливную экономичность и уменьшить токсичность отработавших газов, сформировать желаемое протекание характеристик двигателя для наиболее эффективной его работы на транспортном средстве.

Турбокомпрессор современного автомобильного двигателя состоит из одноступенчатого центробежного компрессора и радиально-осевой центростремительной турбины, соединенных единым валом. В компрессоре, как правило, используется колесо с назад загнутыми лопатками, безлопаточный (щелевой) диффузор и воздухосборник типа улитка, в которых кинетическая энергия воздуха преобразуется в потенциальную энергию давления. Турбинная ступень выполняется с безлопаточным направляющим аппаратом, в котором формируется поток с заданными параметрами на входе в колесо с радиальными лопатками.
1. Обоснование исходных данных
Исходные данные

Название параметра	Обозначение параметра	Значение
Число цилиндров	i	6V
Номинальная мощность двигателя, кВт	Ne	193
Номинальная частота двигателя, мин-1	n	1900
Тактность	t	4
Коэффициент избытка воздуха	α	2,05
Отношение хода поршня к диаметру цилиндра	S/D	1,1
Степень сжатия	Е	17

α, ge выбираются по графику изменения коэффициента избытка воздуха и удельного расхода топлива по внешней скоростной характеристике. Параметры выбирается в зависимости от Vh.

Номинальная мощность, номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя их значения берутся из задания на дипломный проект.

Чтобы начать расчет нужно выбрать расчетный режим работы двигателя.

Расчет компрессора и турбины выполняется для одной расчетной точки, выбранной для зоны преимущественных режимов. В качестве расчетной точки может быть выбран любой режим ВСХ, в зависимости от назначения двигателя. Для двигателей магистральных автомобилей расчетная точка обычно выбирается в середине скоростного диапазона между режимами номинальной мощности и номинального крутящего момента.

---

n, мин-1	440	880	1320	1760	1900
Ne, кВт	57	85	115	167	193
Me, Н*м	1238	1368	1455	1416	1302

Рисунок 1 – внешняя скоростная характеристика двигателя
Расчетная точка: nр р=1760 мин-1
2. Газодинамический расчет турбокомпрессора
Целью газодинамического расчета ТКР является определение размеров элементов компрессорной и турбинной ступеней, обеспечивающих необходимые степени повышения давления и расход воздуха, для выбранного режима работы двигателя при максимальных КПД компрессора и турбины.

компрессорный турбинный воздух давление

2.1 Работа с программой “PIK-F_SI.XLS”
Целью расчета является определение необходимой степени повышения давления (πк), расхода воздуха (Gв) и площади начального сечения улитки корпуса турбины (Fт) для всех режимов работы двигателя.

Исходные данные:

Vh∙i – рабочий объем цилиндров, м3

Ne – мощность двигателя, кВт

n – частота вращения коленчатого вала, мин-1

Т0 – температура воздуха на всасывании, К

Р0 – давление атмосферного воздуха, Па

σ0 – коэффициент потери полного давления воздуха на всасывании

σ0х - коэффициент потери полного давления воздуха в ОНВ

Тох – температура окружающего воздуха перед ОНВ, К

Е – тепловая эффективность ОНВ

ηк. ад – адиабатический КПД компрессора ТКР

ηv – коэффициент наполнения двигателя

α – коэффициент избытка воздуха двигателя

ge – удельный эффективный расход топлива двигателем, г/кВт∙ч

σr - коэффициент потери полного давления газа на выходе.

ηте – эффективный КПД турбины ТКР

μ(πm =2) – коэффициент расхода турбины ТКР

кг – показатель адиабаты для газа

Rг – универсальная газовая постоянная для газа, Дж/(кг∙к)

---

l0 – количество воздуха, теоретически необходимое для сгорания 1 кг

топлива, кг/кг

a, b – коэффициенты многочлена для определения температуры

выпускных газов перед турбиной ТКР

1. Среднее эффективное давление цикла, Па

2. Массовый расход воздуха двигателем, кг/с

Необходимая степень повышения давления воздуха определяется путем решения системы уравнения расхода:







Если подставить в них значения плотности воздуха во впускном коллекторе , давления и температуры воздуха во впускном коллекторе




давления на входе в колесо компрессора

и температуру воздуха на выходе из компрессора ТКР

то получается уравнение, Па:

При k = 1,4, R = 787,0421 Дж/(кг*К).

3. Полное давление воздуха на выходе из компрессора ТКР, Па

4. Температура заторможенного потока воздуха на выходе из компрессора ТКР, К

5. Полное давление воздуха на выходе из ОНВ, Па

---

6. Температура заторможенного потока на выходе из ОНВ, К


7. Плотность воздуха во впускном коллекторе, кг/м3

8. Температура выпускных газов в выпускном коллекторе, К

9. Степень уменьшения давления газа в турбине ТКР

10. Пропускная способность турбины, см2

11. Относительный коэффициент расхода газа через турбину ТКР, К


12. площадь начального сечения улитки корпуса турбины ТКР, см2

Результаты расчета представлены в приложении А.
2.2 Алгоритм программы «Gas-k_si.xls». Газодинамический расчет компрессора
Целью расчета является определение размеров элементов проточной части центробежного компрессора и его характеристик, обеспечивающих необходимые показатели работы (πк и Gв) и оптимальные показатели эффективности (ηк). Программа позволяет рассчитывать одновременно три варианта компрессора, соответствующих режимам 1,2 и 3.

Исходные данные:

Gв – массовый расход воздуха через компрессор, кг/с

πк – степень повышения давления воздуха в компрессоре

Т0 – температура воздуха на всасывании, К

Р0 – давление атмосферного воздуха, Па

σ0 – коэффициент потери полного давления воздуха на всасывании

φ1 – безразмерная скорость

α1 – угол входа потока в колесо в абсолютном движении, °

∆ψк – потери напора в колесе компрессора

кд – относительная шероховатость стенок диффузора

λу – коэффициент трения в улитке

---

Смотрите также файлы

• B в диспозиции статьи b в диспозиции статьи c в гипотезе статьи c в гипотезе статьи d в санкции статьи d.pdf

• Состоит из трех разделов первого, включающего разнообразные общие положения (ст. 1208), второго содержащего нормы о вещных правах (ст.docx

• Общие сведения о районе.doc

• Курсовая работа Содержание Введение. 3.docx

• Л. Н. Толстой Стрекоза и Муравьи басня в прозе К. Д. Ушинский Ветер и солнце.docx