POLITECHNIKA LUBELSKA

KATEDRA SILNIKÓW SPALINOWYCH

PRACA KONTROLNA NR 1

Prowadzący: Wykonał:

Mgr inż. Jacek Hunicz Chrzan Piotr

MD 104.1a

Temat: Sporządzenie wykresu indykatorowego

Dane:

Do obliczeń przyjmuję silnik ZI o następujących parametrach:

- moc maksymalna: N = 81kW

- prędkość obrotowa: n = 6000 obr/min

- ilość cylindrów: 4

- układ: R(rzędowy)

- stopień sprężania: 9,5

Silnik pochodzi z samochodu marki Mitsubishi Libero 1,6.

-pojemność skokowa Vs = 1597cm³.

Wstępnie przyjęte wielkości.

- współczynnik nadmiaru powietrza

- ciśnienie otaczającego powietrza po = 1013hPa = 0,1013MPa

- temperatura otaczającego powietrza To = 293K

- stała gazowa dla powietrza R =

- teoretyczne zapotrzebowanie powietrza dla benzyny L_t =

- współczynnik wykorzystania ciepła

- wartość opałowa benzyny W = 44000

- sprawność mechaniczna

I PROCES ŁADOWANIA

1.Temperatura świeżego ładunku.

- przyjmuję przyrost temperatury świeżego ładunku

T_s = T_o +

T_s = 293+30

T_s = 323K

2.Temperatura ładunku na końcu ładowania

Przyjmuję:

3.Ciśnienie ładunku na końcu ładowania.

Dla silników czterosuwowych bez doładowania

p_a = 0,9p_o gdzie: p_o = 0,1MPa

p_a = 0,9

p_a = 0,09MPa

4.Współczynnik napełnienia

II PROCES SPRĘŻANIA

1.Ciśnienie ciśnienie końcu suwu sprężania.

gdzie: przyjmuję średni wykładnik politropy

sprężania n₁ = 1,3

2.Temperatura na końcu suwu sprężania.

III PROCES SPALANIA

1.Zakładam, że spaleniu podlega 1kg paliwa ciekłego z nadmiarem

powietrza

1. Objętość właściwa otaczającego powietrza

gdzie: R- stała gazowa dla powietrza

R=

b objętość skokowa (obliczeniowa)

gdzie: współczynnik nadmiaru powietrza

-teoretyczne zapotrzebowanie powietrza

- dla benzyny udziały masowe wynoszą

węgiel C =0,855

wodór H = 0,145

2.Objętość komory sprężania przy spalaniu 1kg paliwa.

3.Ilość ciepła wykorzystywanego przez silnik.

gdzie: - wartość opałowa benzyny

W=

- współczynnik wykorzystania ciepła uwzględniający straty występujące podczas spalania

przyjmuję:

4.Najwyższe teoretyczne ciśnienie spalania.

gdzie:
- średni wykładnik adiabaty

przyjmuję

5.Najwyższe rzeczywiste ciśnienie spalania.

W rzeczywistości w skutek przewlekłości spalania i powiększania objętości,

najwyższe ciśnienie spalania zawiera się w granicach (0,8-0,9)p_z.

6.Stopień przyrostu ciśnienia.

7.Temperatura przy końcu spalania.

IV PROCES ROZPRĘŻANIA

1.Ciśnienie na końcu rozprężania.

gdzie: n₂- średni wykładnik politropy

rozprężania n₂ = 1,25

-stopień rozprężania dla

silników ZI

2.Temperatura na końcu rozprężania.

V WSKAŹNIKI PRACY SILNIKA

1.Teoretyczne średnie ciśnienie indykowane.

gdzie:
-stopień przyrostu ciśnienia

2.Średnie ciśnienie indykowane.

gdzie:
- współczynnik pełnoty

wykresu (0,92-0,97)

- strata ciśnienia indukowanego na wymianę

ładunku

3.Średnie ciśnienie użyteczne.

gdzie:
- sprawność mechaniczna

4.Sprawność efektywna.

5.Sprawność ogólna.

gdzie: L_e- ciepło użytecze

Q- całkowita ilość ciepła

doprowadzonego do silnika

czasie 1 obieg.

M₁=

M₁-ilość mieszanki palnej przed

spaleniem

-współczynnik nadmiaru powietrza

L_t- teoretyczne zapotrzebowanie

powietrza dla benzyny

L_t=

5.Jednostkowe zużycie paliwa.

VI OBLICZENIA GŁÓWNYCH WYMIARÓW SILNIKA

1.Objętość skokowa silnika.

2.Obiętość skokowa jednego cylindra.

- Średnica cylindra:

gdzie: S-skok tłoka

D-średnica tłoka

- skok tłoka

3. Ostateczna objętość skokowa jednego cylindra.

4.Obiętość komory sprężania.

5. Średnia prędkość tłoka.

Wnioski:

Na podstawie przeprowadzonych obliczeń teoretycznych zauważyłem, że niektóre wartości (szczególnie w przypadku obliczenia głównych wymiarów silnika) odbiegają w pewnym stopniu od rzeczywistych parametrów silnika podanych przez producenta. Objętość skokowa założona wynosi 1597cm³, obliczona 1883cm³. Różnica ta wynika m.in. z tego, iż parametry, które zostały przyjęte do obliczeń zawierają się w pewnych przedziałach. Mając do dyspozycji dany zakres pewnego współczynnika, mogłem przyjmować określone wartości, które w ostateczności doprowadziły do uzyskania takich wyników.

Przykłady:

1)
- współczynnik wykorzystania ciepła zawarty w przedziale (0,85-0,95), przyjąłem
0,95

2)
- współczynnik nadmiaru powietrz (0,9-1,1), przyjąłem
=1

3)
-współczynnik pełnoty wykresu (0,92-0,97), przyjąłem
=0,95

Do przeprowadzonych obliczeń wykorzystałem parametry zawarte w

„ Tłokowych Silnikach Spalinowych ” K. Niewiarowskiego.

Tabela do wykresu

Vx	Vs/Vx	(Vs/Vx)^1,3	p(kPa)		Vx	Vo/Vx	(Vo/V)^1,25	P(kPa)
470	1	1	90	3,7	55,3	1	1	5500	220
460	1,022	1,028	92,552	3,702	60	0,922	0,903	4966,839	198,674
440	1,068	1,090	98,058	3,922	80	0,691	0,630	3466,623	138,665
420	1,119	1,157	104,171	4,167	100	0,553	0,477	2622,824	104,913
400	1,175	1,233	110,992	4,440	120	0,461	0,380	2088,298	83,532
380	1,237	1,318	118,645	4,746	140	0,395	0,313	1722,301	68,892
360	1,306	1,414	127,260	5,090	160	0,346	0,265	1457,535	58,301
340	1,382	1,523	137,103	5,484	180	0,307	0,229	1257,994	50,320
320	1,469	1,648	148,346	5,934	200	0,277	0,201	1102,762	44,110
300	1,567	1,793	161,329	6,453	220	0,251	0,178	978,905	39,156
280	1,679	1,961	176,467	7,059	240	0,230	0,160	878,021	35,121
260	1,808	2,159	194,314	7,773	260	0,213	0,144	794,424	31,777
240	1,958	2,396	215,623	8,625	280	0,198	0,132	724,138	28,966
220	2,136	2,683	241,446	9,658	300	0,184	0,121	664,305	26,572
200	2,350	3,037	273,294	10,932	320	0,173	0,111	612,818	24,513
180	2,611	3,482	313,412	12,536	340	0,163	0,103	568,094	22,724
160	2,938	4,059	365,270	14,611	360	0,154	0,096	528,921	21,157
140	3,357	4,828	434,514	17,381	380	0,146	0,090	494,356	19,774
120	3,917	5,899	530,926	21,237	400	0,138	0,084	463,654	18,546
100	4,700	7,477	672,930	26,917	420	0,132	0,079	436,222	17,449
80	5,875	9,993	899,400	35,976	440	0,126	0,075	411,579	16,463
60	7,833	14,525	1307,293	52,292	460	0,120	0,071	389,334	15,573
55,3	8,499	16,150	1453,540	58,142	470	0,118	0,069	379,007	15,160

---