В качестве двигателя-прототипа был выбран дизельный двигатель змз -5148. 10 4чн 9,4 / 8,7, мощностью Ne=95 кВт, при частоте вращения - polpoz.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1страница 2
Похожие работы
В качестве двигателя-прототипа был выбран дизельный двигатель змз -5148. 10 4чн 9 - страница №1/2

Конструкторская

часть

Описание конструкции
В качестве двигателя-прототипа был выбран дизельный двигатель ЗМЗ -5148.10 4ЧН 9,4 / 8,7 , мощностью Ne=95 кВт, при частоте вращения коленчатого вала n=4000 об/мин. Это четырехтактный дизель водяного охлаждения с четырехклапанной схемой газораспределения, двумя верхними распределительными валами, центральным расположением форсунки. Двигатель имеет газотурбинный наддув без охладителя наддувочного воздуха и топливную систему аккамуляторного типа Common rail с электронным управлением.

На основании принятой темы дипломного проекта исходными данными к работе являются следующие: мощность двигателя Ne=100 кВт, при частоте вращения коленчатого вала n=4000 об/мин; экологические нормы Euro-3; эффективный расход топлива на максимальной мощности не более ge=0,26 г/кВт*ч.

Дизель 4ЧН 8,7/9,4 предназначенный для эксплуатации на малотоннажных грузовых автомобилях, имеет ряд конструктивных особенностей и технических характеристик, которые ставят его в один ряд с лучшими зарубежными аналогами, и превосходит выпускаемые отечественные модели.

На двигателе проведен ряд мероприятий с целью такой организации рабочего процесса, которая обеспечивает минимальные выбросы PM и NOx, снижение шума, высокие показатели топливной экономичности, а также умеренную нагруженность деталей шатунно-поршневой группы. К этим мероприятиям относятся:



  1. высокое давление впрыска (147,5 МПа);

  2. уменьшенный диаметр сопловых отверстий (6 отв. D=0.2 мм);

  3. увеличенная степень повышения давления в компрессоре (Пк=2,5);

  4. применение открытой камеры сгорания и вертикального расположения форсунки;

  5. небольшой угол опережения впрыска.

  6. применен двухфазный впрыск, что положительно влияет на уровень шума

Высокое давление впрыска и наличие электронного управления позволяют при оптимальном регулировании добиться выполнения последних норм по токсичности отработавших газов Euro III , без существенного ухудшения эффективных показателей, главным образом топливной экономичности. Минимальный удельный расход топлива ge=0,24 г/кВт ч -хороший показатель среди лучших зарубежных аналогов. Ещё одной отличительной особенностью этого двигателя является газораспределительный механизм с гидравлическими толкателями.

Двигатель 4ЧН 8,7/9,4 имеет высокую литровую мощность (Ne=44,64 кВт/л) т.е. его детали, а именно поршневая группа работает в теплонапряженном режиме. Для обеспечения надёжной работы в условиях высоких температур и давления (Pz=140 бар) поршень дизеля имеет полостное охлаждение.


Описание конструкции двигателя

Кривошипно – шатунный механизм



Блок цилиндров изготовлен из специального чугуна моноблоком. Между цилиндрами имеются протоки для охлаждающей жидкости. В нижней части блока расположены пять гнезд коренных подшипников. В картерной части блока цилиндров устанавливаются масляные форсунки охлаждения поршней.

Головка цилиндров отлита из алюминиевого сплава. В верхней части головки цилиндров располагается газораспределительный механизм: распределительные валы, рычаги привода клапанов, гидроопоры. Впускные и выпускные клапаны располагаются вертикально. Головка цилиндров имеет винтовые впускные каналы. По центральной осевой линии расположены топливные форсунки.

Поршень отлит из специального алюминиевого сплава, с камерой сгорания, выполненной в головке поршня. Юбка поршня бочкообразной формы.

Поршневые кольца устанавливаются по три на каждом поршне: два компрессионных и одно маслосъемное.

Верхнее компрессионное кольцо изготовлено из высокопрочного чугуна и имеет двухстороннюю трапециевидную форму и износостойкое покрытие.

Нижнее компрессионное кольцо изготовлено из серого чугуна, прямоугольного профиля, с минутной фаской, с износостойким покрытием.

Маслосъемное кольцо изготовлено из серого чугуна, коробчатого типа, с пружинным расширителем, с износостойким покрытием рабочих поясков.

Шатун - стальной кованный. Крышка шатуна обрабатывается в сборе с шатуном, и поэтому при переборке двигателя нельзя переставлять крышки с одного шатуна на другой. Крышка шатуна крепится болтами, которые ввертываются в шатун. В верхнюю головку запрессована втулка.

Коленчатый вал стальной кованный, имеет для лучшей разгрузки 8 противовесов. Повышение износостойкости шеек достигается закалкой ТВЧ или газовым азотированием. Резьбовые пробки, закрывающие полости каналов, ставятся на герметик.

Вал динамически сбалансирован. Направление вращения коленчатого вала - правое по ГОСТ 22836-77.



Вкладыши коренных шеек коленчатого вала - сталеалюминевые. Верхние вкладыши коренных подшипников с канавками, нижние - без канавок.

Вкладыши шатунных шеек - сталебронзовые.

Газораспределительный механизм


Распределительные валы стальные, кулачки впускного и выпускного распределительных валов имеют разный профиль, профиль кулачков несимметричен относительно оси кулачка. Звездочки привода устанавливаются на конусную втулку.

Валы вращаются в опорах, образованных головкой цилиндров и съемными алюминиевыми крышками. Крышки обрабатываются в сборе с головкой цилиндров и, следовательно, не взаимозаменяемы.

Впускной и выпускной клапаны изготовлены из жаропрочной стали и имеют возможность проворачиваться в процессе работы. Привод клапанов от распределительных валов непосредственно через безопорный рычаг и гидроопору. Применение гидроопор клапанов исключает необходимость регулировки зазоров.

Промежуточный вал предназначен для передачи движения распределительным валам через промежуточные звездочки, нижнюю и верхние цепи. Кроме этого он служит для привода масляного насоса.

Вал изготавливается из стали. Наружная поверхность вала термообработана.

Промежуточный вал вращается во втулках, запрессованных в отверстия в приливах блока цилиндров. Передняя и задняя втулки сталеалюминевые.

От осевых перемещений промежуточный вал удерживается стальным фланцем, который расположен между торцем передней шейки вала и ступицей ведомой звездочки с зазором 0,05…0,2 мм и закреплен двумя болтами М8 к переднему торцу блока цилиндров.

Осевой зазор обеспечивается разницей между длиной уступа на валу и толщиной фланца. Для повышения износостойкости фланец закален, а для улучшения приработки торцевые поверхности фланца шлифованы и фосфатированы.

На передний цилиндрический выступ вала установлена ведомая звездочка. Ведущая звездочка цилиндрическим выступом устанавливается в отверстие ведомой звездочки, а ее угловое положение фиксируется штифтом, запрессованным в ступицу ведомой звездочки.

Обе звездочки “напроход” крепятся двумя болтами (М8) к промежуточному валу. Болты контрятся отгибом на их грани углов стопорной пластиной.

На хвостовике промежуточного вала с помощью шпонки и гайки закреплена ведущая винтовая шестерня привода масляного насоса.

Свободная поверхность промежуточного вала (между опорными шейками) герметично закрыта стальной тонкостенной трубой.

Рычаг привода клапана изготовлен из стали. Предназначен для передачи перемещения, задаваемого кулачком распределительного вала, стержню клапана.

Для уменьшения трения в приводе клапанов в конструкции рычага применен ролик на игольчатых подшипниках. При установке на двигатель рычаг собирается с гидроопорой и фиксируется скобой, охватывающей шейку гидроопоры.

Принцип работы гидроопоры заключается в следующем. При отсутствии внешней сжимающей нагрузки масло из системы смазки двигателя через открытый клапан заполняет полость между корпусом и поршнем, выдвигая плунжер из корпуса и выбирая тем самым зазоры в механизме. При набегании кулачка на рычаг привода клапана сжимающая внешняя нагрузка резко повышает давление под поршнем, обратный клапан гидроопоры закрывается и гидроопора работает как “жесткий” элемент. За счет зазора между плунжером и корпусом (около 5…8 мкм) небольшая часть масла выдавливается через этот зазор, а гидроопора под нагрузкой сжимается на величину 0,01…0,05 мм. При сходе кулачка с рычага привода клапана с поступлением новой небольшой порции масла под поршень величина гидроопоры восстанавливается.

Система смазки — комбинированная, с подачей масла к трущимся поверхностям под давлением и разбрызгиванием.

Система охлаждения - жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. Система включает в себя водяные рубашки в блоке цилиндров и в головке блока, водяной насос, термостат, теплообменник, расширительный бачок, краники, датчики температуры охлаждающей жидкости (сигнал для блока управления), указателя температуры охлаждающей жидкости, сигнализатора ее перегрева, пробку расширительного бачка.

Наиболее выгодный температурный режим охлаждающей жидкости лежит в пределах 90...100 °С. Указанная температура поддерживается при помощи термостата, действующего автоматически.

Поддержание термостатом правильного температурного режима в системе охлаждения оказывает решающее влияние на износ деталей двигателя и экономичность его работы.

Водяной насос центробежного типа расположен и закреплен на крышке цепи. Привод насоса (и генератора) осуществляется поликлиновым ремнем.

Термостат с твердым наполнителем, одноклапанный, типа ТС108-01 расположен в корпусе, установленном на выходном отверстии головки цилиндров, и соединен шлангами с водяным насосом и теплообменником.

Выпуск отработавших газов осуществляется через выпускные клапаны, выпускные каналы головки цилиндров, чугунный выпускной коллектор, турбокомпрессор, приемный патрубок трубы глушителя и далее по выпускным трубам через глушители системы выхлопа.

Применена четырехклапанная система газораспределения на один цилиндр, которая позволяет значительно улучшить наполнение и очистку цилиндров по сравнению с двухклапанной, а также в совокупности с винтовой формой впускных каналов обеспечить вихревое движение воздушного заряда для лучшего смесеобразования.


Электрооборудование - на двигателе установлено электрооборудование постоянного тока. Номинальное напряжение - 12 В. Приборы электрооборудования подсоединены по однопроводной схеме. С "массой" двигателя соединены все клеммы "-" (минус) приборов и агрегатов электрооборудования.


Стартер с редуктором, дистанционным электромагнитным включением.

Генератор с номинальным напряжением 14 В и максимальной токоотдачей в нагретом состоянии не менее 72 А с выводами фазы и дополнительных диодов, с вакуумным насосом.
Система наддува двигателя

- турбокомпрессор предназначен для установки на двигатель 4ЧН 8,7/9,4 с целью улучшения его мощностных характеристик. Система наддува также включает в себя воздухо-воздушный охладитель наддувочного воздуха с пластинчатыми теплопередающими поверхностями и перекрестным ходом теплоносителей. Охлаждение осуществляется за счет атмосферного воздуха, подаваемого в охладитель вентилятором системы охлаждения двигателя. Температура охлаждающего агента (воздуха) составляет 300К. Температура наддувочного воздуха на выходе из компрессора составляет 426,27К. Температура наддувочного воздуха на выходе из охладителя – 331,5К. Перепад температуры в ОНВ равен 94,77К.

Топливной система - на спроектированном двигателе установлена аккумуляторная топливная система, обеспечивающая высокое давление впрыска (147,5 МПа) и возможность управлять процессом топливоподачи. Она включает ТНВД распределительного типа марки Bosch VE и электроуправляемую форсунку

Рис. 1. Система подачи и отвода топлива на двигателе 4ЧН 8,7/9,4



Аккумуляторная топливная система с электронным управлением Common Rail.

Рис.2. Схема аккумуляторной топливной системы

с электрогидроуправляемой форсункой:

1 — бак; 2 — фильтр грубой очистки; 3 — подкачивающий насос; 4 — фильтр тонкой очистки; 5 — перепускной клапан; 6 — топливный насос высокого давления;

7 — аккумулятор; 8 — предохранительный стравливающий клапан; 9 — регулирующий дроссель; 10 — нагнетательный трубопровод; 12 — предохранительный фильтр;

13 — электроуправляемая форсунка

На рисунке представлена схема аккуму­ляторной топливной системы с электро­гидроуправляемыми форсунками. К насо­су 6 подается очищенное в фильт­рах 2 и 4 топливо под стабильным давлением подкачки, обеспечиваемым под­качивающим насосом 3 и перепускным клапаном 5. Так как в аккумуляторной системе насос 6 служит лишь для подачи топлива под определенным давлением в аккумулятор, его конструкция значи­тельно проще, чем в системе непосред­ственного впрыскивания. Аккумуля­тор 7 сглаживает пульсации давления от работы насоса 6, давление в нем регули­руется дросселем 9 и по условиям безава­рийной работы ограничено открытием кла­пана 8. На схеме пред­ставлена электроуправляемая форсунка 13, игла которой управляется электри­ческим импульсом. Такая форсунка явля­ется важнейшим элементом топливной системы.

Топливные системы с аккумуляторным впрыском обычно включают топливный насос высокого давления (ТНВД), нагнетающий топливо в аккумулятор, специальный распределитель и форсунку.



Рис. 3. Топливный насос высокого давления типа VE

1 – электромагнитный клапан остановки двигателя; 2 – винт регулировки максимальных оборотов холостого хода; 3 – штуцер слива топлива; 4 – регулировочный винт максимальной подачи топлива (опломбирован и при эксплуатации не регулируется); 5 – штуцер отсечного топлива; 6 – штуцер корректора наддува воздуха; 7 – корректор по наддуву воздуха; 8 – рычаг управления подачей топлива; 9 – штуцер подвода топлива; 10 – ступица приводного вала; 11 – винт регулировки минимальных оборотов холостого хода; 12 – корректор угла опережения впрыска при холодном пуске двигателя; 13 – датчик положения рычага управления подачей топлива
ТНВД предназначены для нагнетания топлива в баллоны. Число секций топливного насоса не зависит от количества цилиндров двигателя и может быть различным. Как правило, число секций насоса составляет 2 – 3 и реже 4. Работа насоса обычно не синхронизируется с работой двигателя, так как ни число оборотов его, ни производительность насоса, ни фазы его рабочего процесса не обуславливаются работой самого двигателя. Толкатели этих насосов получают движение от эксцентриков или кулачков валов, связанных кинематически с коленчатым валом. Насосы могут быть регулируемыми или не регулируемыми. В последнем случае на аккумуляторе устанавливаются редукционные клапаны, которые выполняют функции регуляторов давления.

Баллоны служат для аккумулирования топлива, нагнетаемого насосами системы. Давление в баллонах должно быть достаточным для обеспечения качественного распыливания топлива, подаваемого форсунками в камеру сгорания. По конструктивному оформлению баллоны представляют собой толстостенные сосуды, оборудованные необходимой арматурой. Они не только собирают топливо, но и гасят колебания топлива, возникающие в процессе работы системы, а также сглаживают пульсации работы топливных насосов.



Рис.4. Схема системы Common Rail (Bosch@)


Электрогидравлическая форсунка Common Rail Под электрогидравлической форсункой Common Rail будем понимать нормально закрытую форсунку с быстродействующим клапаном, управляющим давлением в надыгольной полости (или камере управления) и постоянно сообщенную подыгольную полость с аккумулятором. Клапан малогабаритный, а значит быстродействующий, так как через него уже может не проходить основной поток впрыскиваемого топлива. С другой стороны, движение иглы обеспечивается гидроусилием воздействия клапана. Это на два порядка снижает необходимую для управления электроклапаном мощность. Клапан располагается в полости слива, что облегчает его компоновку, сохраняет возможность охлаждения, снижает требования к его гидроплотности.

Рис. 5. Схема ЭГФ


Описание работы форсунки: Торцевой электромагнит с дисковым якорем, преодолевая пружину, открывает шариковый клапан. Давление сверху от мультипликатора падает, и игла открывает проход к сопловым отверстиям. После обесточивания электромагнита и посадки клапана давление справа от мультипликатора восстанавливается через жиклер.

К особенностям выполнения форсунки можно отнести следующие элементы. Пружина иглы для функционирования форсунки не является обязательной и устанавливается лишь для предотвращения заброса газа при отсутствии давления в аккумуляторе. Имеется вариант с пружиной вокруг штока для предотвращения повторного открытия клапана от волн давления при его посадке. Мультипликатор запирания увеличивает запирающее усилие, действующее на иглу. В отличие от запирания с использованием давления, приложенного к полной площади иглы, эта конструкция позволяет обеспечить большой диапазон запирающей силы при том же изменении давления. Его инерционность незначительно ухудшает быстродействие системы. Также он образует с корпусом прецессионную пару и увеличивает габариты. Главное же его назначение заключается в том, что увеличение отношения диаметра мультипликатора к диаметру иглы делает процесс более управляемым, четким (точным), сокращает его продолжительность.

При впрыске мультипликатор своим верхним торцем стремится закрыть осевое отверстие, ведущее к шариковому клапану. Полностью это сделать не удается, так как при этом через жиклер восстанавливается высокое давление, и мультипликатор отжимается от отверстия. Однако от такого процесса установления устойчивого равновесия имеется реальная польза: ограничивается расход топлива на управление (из аккумулятора через жиклер, клапан на слив).

Требования к топливной системе Common Rail

Для обеспечения устойчивой работы двигателя на всех режимах, а также заданной мощности, крутящего момента, экономичности, экологических параметров, ресурса необходимо обеспечить:



  • Заданную (рассчитанную микропроцессором) подачу топлива;

  • Подачу топлива по заданным характеристикам, одинаковым во всех цилиндрах на всех режимах работы;

  • Точное начало впрыскивания топлива в цилиндры двигателя, а также обеспечение отсутствия подвпрыска;

  • Оптимальное распределение топлива по камере сгорания, независимо от режима работы двигателя;

  • Необходимое для данного режима работы двигателя качество распыливания топлива в соответствии со способом регулирования (качественным или количественным);

  • Стабильность указанных параметров по времени, а также достаточную долговечность узлов и деталей.

Тепловой расчет и оптимизация

Исследования проводились методом численного эксперимента при помощи программного комплекса «RK-Diesel», разработанного в МГТУ им. Баумана.      Программа ДИЗЕЛЬ-РК предназначена для расчета и оптимизации двигателей внутреннего сгорания.      ДИЗЕЛЬ-РК принадлежит к классу термодинамических программ, т.е. цилиндры двигателя рассматриваются в ней как открытые термодинамические системы.

     ДИЗЕЛЬ-РК позволяет исследовать двигатели с разными системами наддува, подбирать агрегаты наддува к поршневой части, исследовать процессы газообмена, включая оптимизацию фаз газораспределения, а также прогнозировать различные характеристики двигателей.    В программе реализована РК-модель: модель смесеобразования и сгорания в дизеле которая позволяет рассчитывать скорость тепловыделения с учетом:


  • формы камеры сгорания;

  • интенсивности вихря;

  • количества, диаметра и направленности сопловых отверстий;

  • формы характеристики впрыска, включая многофазный впрыск;

  • взаимодействия струй со стенками и между собой.

РК-модель позволяет оптимизировать форму камеры сгорания и конструкцию топливной аппаратуры.

Целью настоящего исследования является оптимизация фаз газораспределения двигателя, степени повышения давления, угла опережения впрыска топлива.


Табл.1

Технические характеристики двигателя:

Название двигателя

4ЧН 8,7/9,4

Диаметр цилиндра , D[м]

0,087

Ход поршня, S[м]

0,094

Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна

0,289

Число цилиндров двигателя

4

Степень сжатия

17

Материал поршня

Алюминий


Оптимизация степени повышения давления

Рис.6. Графики зависимостей мощности Ne (кВт*ч)

и удельного эффективного расхода топлива ge (кг/кВт*час)

от степени повышения давления πК.



Рис.7. Графики зависимостей выбросов оксидов азота NO2 (г/кВт*ч),

твердых частиц РМ (г/кВт*ч) от степени повышения давления πК.

Принимаем Пк=2,5.


Оптимизация фаз газораспределения

В ходе расчетов проведено сканирование значений различных параметров рабочего процесса в зависимости от значений аргументов угла начала впуска и угла окончания выпуска с целью выявления оптимальных значений этих аргументов.

В ходе расчетов проведено сканирование значений различных параметров рабочего процесса в зависимости от значений аргументов угла начала впуска и угла окончания выпуска с целью выявления оптимальных значений этих аргументов.

С целью повышения мощности и коэффициента наполнения, а также снижения расхода топлива принимаем следующие значения - угол начала впуска – 25 град. ПКВ до ВМТ, угол окончания выпуска – 30 град. ПКВ за ВМТ.



Оптимизация УОВТ: Принимаем УОВТ:=3 град. до ВМТ.

Итоговый перерасчет с оптимизированными значениями степени повышения давления наддувочного воздуха, УОВТ, фаз газораспределения:


Табл.2. Тепловой расчет

2005-05-29 14-28-24 "Диплом. ЗМЗ-514.10"

Режим: #1 : ^^^Новый расчет^^^

Файл - c:\Out\4401\Тепловой.res

www.diesel-rk.bmstu.ru

----------------- МОЩНОСТНЫЕ И ЭФФЕКТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ---------------

4000.0 - n - Частота вращения коленчатого вала, 1/мин

100.09 - Ne - Mощность, кВт

13.329 - Pe - Cреднее эффективное давление, бар

253.06 - Me - Крутящий момент, Нм

0.04821 - qc - Цикловая подача топлива, г

0.24029 - ge - Удельный эффект. расход топлива, кг/(кBт*ч)

0.35701 - Eta_e - Эффективный KПД

17.134 - Pi - Cреднее индикаторное давление, бар

0.43594 - Eta_i - Индикаторный KПД

2.9623 - Pтр - Давление трения, бар

0.81843 - Eta_mex - Mеханический KПД

--------------------- ПАРАМЕТРЫ ОКРУЖАЩЕЙ СРЕДЫ ---------------------

1.0000 - Ро* - Давление заторм. потока, бар

288.00 - То* - Температура заторможенного потока, К

1.0400 - Pо_т - Статическое давление за турбиной, бар

0.98000 - Ро_вх* - Давление заторм. потока за фильтром, бар

------------------------ НАДДУВ И ГAЗOOБMEH -------------------------

2.4000 - Pк - Давление перед впускным коллектором, бар

318.05 - Tк - Tемпература перед впускным коллектором, K

0.23125 - Gair - Pасход воздуха (+EGR) через цилиндры двиг., кг/с

0.50134 - КПД_тк - KПД агрегата наддува

2.1685 - Pt* - Среднее давление перед турбиной, бар

885.65 - Tt* - Cредняя температура перед турбиной, K

0.23926 - Ggas - Pасход O.Г. через цилиндры двиг., кг/с

1.8777 - Alfa_sum - Kоэфф. избытка воздуха суммарный

-0.32059 - Pнх - Среднее давление насосных ходов, бар

0.96900 - Eta_v - Kоэффициент наполнения

0.01791 - Gamma_r - Kоэффициент остаточных газов

1.0048 - Fi - Kоэффициент продувки

0.0000 - G_забр.% - % заброса O.Г. во впускной коллектор

1.7306 - G_утеч.% - % утечек через поршневые кольца

------------------------ BПУCKHOЙ KOЛЛEKTOP -------------------------

2.3876 - Ps - Среднее давление во впуск. коллект., бар

321.94 - Ts - Средн. температ. во впуск. коллект., K

324.94 - Tws - Cредняя температура стенки вп. колл., K

110.98 - Alfa_ws - Kоэфф. теплоотдачи во вп. колл., Bт/(м2*K)

420.76 - Alfa_wsc - Kоэфф. теплоотд. в клап.канале, Bт/(м2*K)

------------------------ BЫПУCKHOЙ KOЛЛEKTOP ------------------------

2.2822 - Pr - Среднее статическое давление O.Г., бар

886.88 - Tr - Cредняя статическая температура O.Г., K

97.447 - Wr - Cредняя скорость газа, м/с

778.76 - Twr - Cредняя температура стенки вып. колл., K

204.91 - Alfa_wr - Kоэфф. теплоотдачи в вып. колл., Bт/(м2*K)

1700.4 - Alfa_wcr - Kоэфф. теплоотд. в клап.канале, Bт/(м2*K)

------------------------------- CГOPAHИE ----------------------------

1.9023 - Alfa - Kоэффициент избытка воздуха при сгорании

136.82 - Pz - Mаксимальное давление цикла, бар

1696.3 - Tz - Mаксимальная температура цикла, K

8.0000 - Fi_pz - Угол максимального давления, град. за BMT.

41.000 - Fi_tz - Угол максимальн. температуры, ---- / ----

3.3237 - dP/dFi - Maкс. скор. нарастания давл., бар/град.

Впрыск: My fuel injection system

1475.1 - P_впр.max- Mакс. давление впрыска, бар

11.623 - d_32 - Cредний диаметр капель, мкм

3.0000 - Teta_оп - Oпережение впрыска / зажигания, град.до BMT

22.855 - Fi_впр - Продолжительность топливоподачи, град.

3.9552 - Fi_задер - Период задержки воспламен. в цилиндре, град.

0.03067 - Sig_и_здр- Доля топлива, испаривш. за период задержки

63.600 - Fi_горeн - Продолжительность сгорания, град.п.к.в.

1.0000 - H_вмт - Вихревое число (отношение) в КС в ВМТ

0.29516 - H_нмт - Вихревое число в цилиндре в начале сжатия

---------------------- ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОKАЗАТЕЛИ ---------------------

3.4886 - Hartridge- Эмиссия дыма по шкале Хартриджа

0.38208 - Bosch - Эмиссия дыма по шкале Бош

0.08306 - K,m-1 - Коэфф. абсол. светопоглощения ОГ по ЕЭК,1/m

0.07450 - PM - Эмиссия твердых частиц г/(кВт*ч)

773.63 - CO2 - Эмиссия диоксида углерода, г/(кВт*ч)

3.7792 - NO2,г/кВч- Эмиссия NOx приведенная к NO2, г/(кВт*ч)

3.7792 - NO2,г/кВч- Эмиссия NOx приведенная к NO2, г/(кВт*ч)

0.78821 - SE - Комплекс суммарной эмиссии NOx и PM

-------------------- BHУTPИЦИЛИHДPOBЫE ПAPAMETPЫ --------------------

3.6659 - Pa - Давление начала сжатия, бар

392.36 - Ta - Tемпература начала сжатия, K

140.93 - Pc - Давление конца сжатия, бар

1030.4 - Tc - Tемпература конца сжатия, K

13.236 - Pb - Давление начала выпуска, бар

1221.7 - Tb - Tемпература начала выпуска, K

----------------- ПАРАМЕТРЫ ТЕПЛООБМЕНА ЦИЛИНДРА --------------------

957.61 - T_ср - Средняя эквивалентная температура цикла, K

871.90 - Alfa_w - Cр. коэфф. теплоотд. от газа к стен,Bт/м2/K

453.10 - Tw_поршн - Cредн. температура огневого днища поршня, K

420.00 - Tw_втулк - Cредн. температ. огневой поверхн. втулки, K

419.54 - Tw_крышк - Cредн. температ. огневой поверхн. крышки, K

399.42 - Tw_охл - Cредн. температура со стороны охлаждения

крыш крышки цилиндра, K

391.37 - Tкип. - Температ.кипения в сист. жид. охлаждения, К

11898. - Alf_w_охл- Cредн. коэфф. теплоотдачи [Bт/(м2*K)] от

стенки крышки цилиндра к охлажд. среде.

2788.8 - q_крышки - Тепловой поток в крышку цилиндра, Дж/с

2614.9 - q_поршня - Тепловой поток в поршень, Дж/с

3092.9 - q_цилинд - Тепловой поток во втулку цилиндра, Дж/с

-------------- ПAPAMETPЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС --------------

17.000 - Степ.сжат- Степень сжатия

6.0000 - i_сопел - Число сопловых отверстий форсунки

0.20000 - d_сопел - Диаметр сопловых отверстий форсунки, мм

24.298 - Fi_впр.н - Продолжит. номин. топливоподачи, град.

0.06373 - qc_н - Номин. цикловая подача топлива, г

70.000 - Нач.вып - Начало выпуска, град. до НMT (ВПуск. вала)

30.000 - Кон.вып - Конец выпуска, град. за ВMT (ВПуск. вала)

25.000 - Нач.впуск- Начало впуска, град. до ВMT (ВПуск. вала)

50.000 - Кон.впуск- Конец впуска, град. за НMT (ВПуск. вала)

------- ПAPAMETPЫ КОМПРЕССОРА ступени высокого давления -------------

0.0000 - n_квд - Частота вращения ротора КВД, 1/мин

32.136 - N_квд - Mощность компрессора ВД, кBт

0.76800 - КПД_квд - Адиабатный КПД компрессора ВД

0.23125 - G_квд - Расход воздуха через компрессор ВД, кг/с

4.0046 - Gпр_квд - Расход воздуха приведенный через КВД

0.0000 - n.пр_квд - Частота вращения ротора КВД приведенная

3.0000 - П_квд - Степень повышения давления в компрессоре ВД

0.0000 - K.пи_квд - Коэффициент Кпи КВД

0.98000 - Ро_квд - Полное давление на входе в КВД, бар

288.00 - То_квд - Температура торможения на входе в КВД, К

2.9400 - Рк*"квд - Полное давление за компрессором ВД, бар

426.27 - Тк*"квд - Температура торможения за компрессором ВД, К

0.75000 - Ecool_вд - Термическая эффективность ОНВ ВД

300.00 - Tcool_вд - Температура охлаждающего агента в ОНВ ВД, К

2.8900 - Рк*_квд - Давление наддува за КВД, бар

331.57 - Тк*_квд - Температура наддувочного воздуха за КВД, К

------------ ПAPAMETPЫ ТУРБИНЫ ступени высокого давления ------------

0.0000 - n_твд - Частота вращения ротора ТНД, 1/мин

32.137 - N_твд - Mощность ТВД с учетом мех. КПД, кBт

0.79775 - КПД_твд - Внутренний КПД турбины ВД

0.96300 - КПДм_твд - Механический КПД турбины ВД

0.23926 - G_твд - Расход газа через ТВД, кг/с

3.0346 - Gпр_твд - Расход газа через ТВД приведенный

0.0000 - n.пр_твд - Частота вращения ротора ТВД приведенная

2.2273 - П_твд - Степень понижения давления в турбине ВД

17.011 - В_твд - Относительная работа ТВД

2.3117 - Рт*_твд - Полное давление перед турбиной ВД, бар

859.65 - Тт*_твд - Температура торможения на входе в ТВД, К

1.0379 - Ро_твд - Противодавление за турбиной ВД, бар

733.64 - То_твд - Температура газа за турбиной ВД, К

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТОПЛИВА ПО ЗОНАМ НА МОМЕНТ ОКОНЧАНИЯ РАЗВИТИЯ СТРУЙ

========================================================================

N¦ угол в¦угол с¦ поверхн. ¦_____доли топлива в характерных зонаx %____

с¦ плане ¦осью ц¦ контакта ¦ Оболоч Ядро_V Ядро_W(Наб.яW) Крышка Цил.зeр

------------------------------------------------------------------------

1¦ 0.0 ¦ 70.0 ¦кам.в порш¦ 91.79 0.04 8.18 ( 1.68 ) 0.00 0.00

------------------------------------------------------------------------

Сумма по всем струям % 100.¦ 82.85 0.04 6.54 (10.57 ) 0.00 0.00

========================================================================

Константы испарения bи ¦15732. 167. 1938. ( 40. ) 1730. 65.

========================================================================

Прим.: Наб.яW - часть топлива ядра пристеночного потока, набегающая

на пристеночные потоки от соседних струй.

Вихревое¦ (Надпорш. зазор, мм. 2.62) ¦ Оптим.¦ Геометрическое - 2.63

число H ¦ Для КС в конце сжатия 1.00 ¦ для КС¦ Уточн.Разлейцевым- 2.63

____________________

Версии модулей: Ядро 15.01.05; РК-модель 23.01.05; NOx-модель 25.12.04

Таким образом, получены следующие параметры проектируемого двигателя:




Мощность, Ne, кВт

100,9

Степень сжатия, ε

17

Степень повышения давления, Пк

2,5

Частота вращения коленчатого вала, n, мин-1

4000

Цикловая подача топлива gc, г

0.04821

Эффективный к.п.д. ηe

0.35701

Коэффициент наполнения ηV

0.969

Максимальное давление цикла, Pz, бар

136.82

Максимальная температура цикла, Т, К

1696.3

Максимальное давление впрыска Рвпр, бар

1475.1

Эмиссия твердых частиц, РМ, г/кВт*час

0.07450

Эмиссия оксидов азота, NOx, г/кВт*час

3.7792


Подбор турбокомпрессора.

Для достижения заданной мощности большое значение будет иметь использование наддува. Величина давления наддува определена в тепловом расчете рабочего процесса двигателя и составляет 2,5 бар.

Улучшение процесса наполнения цилиндров обеспечивается охлаждением наддувочного воздуха в охладителе типа "воздух - воздух", гидравлические потери в котором не более 8 кПа. Превышение температуры наддувочного воздуха после охладителя над атмосферным не более 55°С.

По результатам расчета рабочего процесса двигателя производим подбор стандартного турбокомпрессора. Режимные параметры турбокомпрессора:

давление наддува рк=0,24 МПа;

степень повышения давления πк=2,5;

Для таких значений режимных параметров соответствует турбокомпрессор Garrett GT28RS.

следующая страница >>


izumzum.ru