Construcția și Calculul Motoarelor cu Ardere Internă

Aleg presiunea medie efectiva pe=0.7 MPa (pentru motor aspirat cu cameră separată pe este intre 0.6 și 0.8 MPa).

Cilindreea unitară:

V_s=(120*P_e)/(p_e*i*n)=(120*70)/(0,7*4*3000)=0,667 dm^3

Aleg raportul constructiv ψ=S/D=1,2.

Calculez alezajul pistonului:

D=∛((4*V_s)/(π*ψ))=∛((4*0,667)/(π*1,2))=0,891 dm=89,1 mm

Cursa pistonului:

S=ψ*D=1,2*0,891=1,0692 dm=106,92 mm

Viteza medie a pistonului:

w_pm=(S*n)/30=(106,92*〖10〗^(-3)*3000)/30=10,69 m/s

Deoarece w_pm=10,69 m/s ≥ 9,5 m/s, este un motor rapid

Calculul proceselor de schimbare a gazelor

Deaorece am un motor cu aprindere prin comprimare rapid, aspirat aleg:

p_g⁄p_0 =1,03; p_a⁄p_0 =0,9; ΔT=15 K; Tg=600K;

=>T_0^,=T_0+ΔT=298+15=313K; p_g=1,03*p_0=1,03*0,1=0,103 MPa;

Presiunea la sfarșitul admisiei:

p_a=0,9*p_0=0,9*0,1=0,09 MPa;

Coeficientul de umplere:

η_v=(p_a*[ε+(k-1)*(ε-1) ]-p_g)/(p_0*(ε-1)*k*(T_0^,)/T_0 )=(0,09*[21+(1,4-1)*(21-1) ]-0,103)/(0,1*(21-1)*1,4*313/298)=>

=>η_v=0,85;

Coeficientul de gaze de ardere reziduale:

γ=p_g/p_0 *1/η_v *1/(ε-1)*T_0/T_g =0,103/0,1*1/0,85*1/(21-1)*298/600=0,03;

Temperatura la sfârșitul admisiei:

T_a=p_a/p_0 *1/η_v *ε/(ε-1)*1/(γ+1)*T_0=0,09/0,1*1/0,85*21/(21-1)*1/(0,03+1)*298=320,73K;

Calculul procesului de comprimare

Aleg mc=1,35 corespunzător ciclului MAC rapid

Presiunea la sfârșitul comprimării:

p_c=p_a*ε^(m_c )=0,09*〖21〗^1,35=5,48 MPa;

Temperatura la sfârșitul comprimării:

T_c=T_a*ε^(m_c-1)=320,73*〖21〗^(1,35-1)=930,93 K;

Calculul procesului de ardere

Motorul este de tip MAC, folosește motorină cu următoarea compoziție chimică:c=0,857 kgC/(kg cb.); h=0,133 kgH/(kg cb.); o=0,010 kgO/(kg cb.). Puterea calorică inferioara a combustibilului Hi=41855 kj/kg.

Aleg coeficientul de utilizare a căldurii ξz=0,75 deoarece motorul este de tip MAC rapid cu cameră separată de vârtej.

Compoziția gazelor de ardere

Cantitatea teoretică de aer rezultată la arderea unui kilogram de combustibil:

L_t=1/0,21*(c/12+h/4-o/32)=1/0,21*(0,857/12+0,133/4-0,010/32)=0,497 kmol/kg;

Cantitatea reală de aer:

L=λ*L_t=1,3*0,497=0,646 kmol/kg;