Calculul procesului de schimbare a gazelor

Calculul procesului de schimbare a gazelor

1 Alegerea parametrilor initiali ai procesului de schimbare a gazelor:

2 Alegerea parametrilor initiali ai procesului de schimbare a gazelor

Valorile parametrilor:

Valorile parametrilor initiali ai procesului de schimbare a gazelor se aleg pe baza recomandarilor din literatura de specialitate, tinand cont de destinatia autovehiculului, performantele maxime necesare pentru a fi atinse, si caracteristica motoarelor similare cu cel din tema din proiect.

Parametrii alesi sunt urmatori:

Parametrii fazelor de distributie:

avansul la deschiderea supapei de admisie (b_aDSA

b=10.40 [ RA ] ; conform [1]

b= 25RA ;

intarzierea la inchiderea supapei de admisiune b_iISA

b_iISA= 30.45 [RA ] ; conform [1]

b_iISA 30RA ;

avansul la deschiderea supapei de evacuare (b):

b= 30.50 [RA]; conform [1]

b= 40RA

intarzierea la inchiderea supapei de evacuare (b_iISE

b_iISE= 10.35 [RA] ; conform [1]

b_iISE RA

Alegerea variantelor optime de distributie sa facut spre limitele inferioare ale intervalelor recomandate, deoarece motorul este destinat sa lucreze la turatii joase, pentru a oferi autovehiculelor performante maxime de tractiune. In aceasta gama de turatii fenomenele inertiale din conductele de admisiune si evacuare au efecte importante.

coeficientul de postumplere (j_pu

j_pu conform [1] Tabel 2.5

j_pu

Alegem j_pu

coeficientul global al rezistentelor gazodinamice a traseului de admisiune (ξa):

ξa= 4. 8 ; conform [1] Tabel 2.5

ξa= 6

coeficientul de debit al sectiunii oferite de supapa de evacuare (μ_sa ):

μ_sa= 0.4. 0.65 ; conform [1] Tabel 2.5

μ_sa= 0.5

- factorul de profil al camei ce actioneaza supapa de admisie (f_pc):

f_pc = 0.915.1.3 ; conform [1]

f_pc= 1,1

Deoarece functionarea motorului la turatii joase, conduce la solicitari mecanice relativ mici ale supapei de admisie este necesara alegerea unui factor de profil al camei spre limitele superioare.

-unghiul de prelucrare a talerului supapei de admisie (γ):

γ =30, 45, 60 ; conform [1]

Alegem γ=30 deoarece dorim sa fie urmarit efectul de centrare.

- inaltimea maxima de ridicare a supapei de admisie de pe scaunul acesteia (h_max):

h_max= 6.9 mm pentru alezaje < 100 mm

h_max=7 mm

incalzirea fluidului proaspat de la peretii calzi ai traseului de admisiune (Δ T ):

ΔT =10. 25 [K ]; conform[2] Tabel 4

ΔT =25 K ;

- presiunea din cilindru la sfarsitul cursei de evacuare (p_g):

p_g= 1.05. 1.2 [ daN/cm] ; conform [1] Tabel 2.9

p_g= 1.2 daN/cm

Deoarece s-a avut in vedere faptul ca traseul de evacuare are rezistente gazodinamice importante, datorita utilizarii filtrului catalitic.

- temperatura gazelor din cilindru la sfarsitul cursei de evacuare (T_g):

T_g=700 . 900 [ K ] conform [2] Tabelul 4

T_g=700 K

3 Calculul parametrilor constructivi ai motorului

- cilindreea unitara (Vs) ;

- cursa pistonului (S) :

- alezajul cilindrului (D):

- diametrul exterior al talerului supapei de admisiune (d):

d= (0,44.0,55) D [mm] (4) , conform [1];

d=41.37[mm]

d=42

- diametrul exterior al talerului supapei de evacuare (d):

d=(0.77.0.9) d [mm] (5), conform [1];

d= 35.16

d=36

- diametrul sectiuni libere al galeriei de admisiune ( figura 1):

d=d_sa-(410) [mm] (6)

d= [mm]

d= 35 [mm]

- inaltimea relativa de ridicare

Fig.2.1.Dispunerea supapelor pe cilindru

- diametrul procesului de admisiune (Δαa):

Δαa= β+180+β_iISA [RA] (7)

Δαa= 25+180+30 [RA];

Δαa= 235 RA

- durata procesului de evacuare (Δαe):

Δαe= β+180+β_iISE [RA] (8) ;

Δαe=40+180+20 [RA];

Δαe= 240 RA

- sectiunea litrica a supapei de admisiune (SL):

SL_sa se incadreaza in intervalul 5.15 recomandat de [1] tab.2.5.

4 Calculul parametrilor de umplere a cilindrului

Pentru calculul gradului de umplere a cilindrului se vor determina in prealabil urmatori parametri de stare ai procesului de admisiune:

- gradul de incalzire al fluidului proaspat (Ө):

Ө= (10);

Ө=

Ө=

- densitatea aerului atmosferic in conditii standard de incercare a motoarelor cu ardere interna (₀):

Se cunosc:

- conditiile standard sunt:

- To=297K

- p=760 mm Hg=1.13 daN/cm=1atm

- conditiile normale sunt:

-Taer=273K (0C)

-p_aer=750mm Hg=1 daN/cm=0,987atm

- densitatea aerului in conditii normale:

-aer=1.293 Kg/m

- densitatea fluidului proaspat in conditii standard de incercare a motoarelor cu ardere interna ():

- _fp= [kg/m] (12) ;

-constanta specifica a fluidului proaspat: (R_fp):

Pentru M.A.C. R_fp=R_a.(13)

Din (13)287

viteza sunetului in fluidul proaspat

m/s (14)

m/s

m/s

-exponentul adiabatic al fluidului proaspat (k_a):

Se determina utilizand valorile cunoscute din literatura de specialitate pentru anumite valori ale coeficientului de dozaj l

Se traseaza graficul de variatie al lui k_a in functie de l. Utilizand metoda grafica se determina k_a=1,4

-gradul de umplere h_v se determina pe baza urmatorului sistem de 5 ecuatii care are ca necunoscute:

Obs.: Folosind metoda substitutiei pentru necunoscutele se ajunge la urmatoarea ecuatie cu o singura necunoscuta h_v

Pentru a rezolva aceasta ecuatie s-a folosit programul. Matlab 12 Comenzile necesare rezolvarii ecuatiei sunt:

η_v=0.7896

5 Calculul presiunii fluidului proaspat din cilindru la sfarsitul cursei de admisie (p_a):

Folosind relatia (21) se calculeaza p_a:

Valoarea lui p_a se incadreaza in intervalul (0,7.0,9) recomandat de [1].

6 Calculul presiunii fluidului proaspat din galeria de admisie (p_ga):

Se observa ca p_ga se incadreaza in intervalul (0,88.0,93) recomandat de [1].

7 Calculul coeficientului de gaze reziduale (g_r

Se observa ca g_r se incadreaza in intervalul (0,03.0,1) recomandat de [1].

8 Calculul temperaturii fluidului proaspat din cilindru la sfarsitul cursei de admisie (T_a):

Din relatia (18)

Se observa ca T_a se incadreaza in intervalul (310.400)K recomandat de [1].

9 Calculul vitezei medii a fluidului proaspat din galeria de admisiune (W_ga):

10 Calculul vitezei medii a fluidului proaspat in sectiunea oferita de supapa de admisie (W_sa):