计算发动机汽缸工作容积、燃烧室容积和发动机排量

计算发动机汽缸工作容积、燃烧室容积和发动机排量

一、热力学计算：

参数选择

缸径D ： D=80mm

缸数i ： i=1 冲程数τ：4

转数n ： n=3600r/min 几何压缩比：8.5

工作容积h V ： h V =0.3L 有效压缩比ε：ε=7.5

大气状态： 0p = 1bar 0T = 288K

燃烧平均重量成分： C = 0.855， H = 0.145 ， O = 0

燃料低热值Hu ： 44100kJ/kg 过量空气系数α： α=0.85 热量利用系数ξZ ： ξZ = 0.9

残余废气系数γ： γ = 0.086

排气终点温度Tr ： Tr = 1050K

示功图丰满系数φi ： φi = 0.96

机械效率ηm ： ηm = 0.93

平均多变压缩指数： n 1=1.32

进气加热温升Δt ： Δt=20℃

（1）． 排气过程

排气压力，选Pr=1.1∙P 0=1.1bar

（2）． 进气过程

取Pa=0.8Po=0.8bar

进气终点温度

a T =γ

γ++∆+10r T T T =373K 充气效率v η

γεε

η+⋅⋅⋅-=

11100a a v T T p p =0.65 （3） . 压缩过程 1) 选取平均多变压缩指数1n =1.22

2) 压缩过程中任意点X 的压力cx p ：

cx p = 2

.19.01⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛cx a n cx a a V V V V p bar 式中cx V ——x 点的气缸容积，它等于：

cx V =()()C x x V Cos L R Cos R D +⎥⎦

⎤⎢⎣⎡---ϕϕπ214142 c V =1

-εh V =0.04 L 3) 压缩终点压力c p 和温度c T ：

c p =Pa 1n ε=8.0⨯22.15.7= 9.3bar

c T =Ta 11-n ε=373×8122.1-= 589.4K

c t = 273-c T = 316.4c o

（4）． 燃烧过程计算

1) 压缩终点的空气平均等容比热v C

c t =316.4c o 时，p C =7.06 kcal/kmol c o

v C =p C 986.1-= 5.074 kcal/kmol c o

2) 压缩终点残余废气平均等容比热"v C ，

α =0.85，c t =323.8c o 时，"v C =7.82kcal/kmol c o .

"v C =986.1-"p C = 7.82 – 1.986 = 5.834 kcal/kgmol c o

3) 压缩终点的混合气平均等容比热'v C

'v C =γ

γ+"+1v v C C =5.103 kcal/kmol c o =21.4 kJ/kgmol c o

4) 燃烧终点的温度Z T ,

C `V =21.7Kcal/Kmol.K

z p c v u z t C t C M H H "='++∆-μ

γμξμ1)1()( 将已知数值代入 "p C z t = 69800 kJ/kgmoL

反复查表，采取逐步试算法求得： z t = 2113℃, Z T =2113+273 =2386K

5）压力升高比λ： 4

.589238607.1⨯==C Z T T μλ=4.3 6）燃烧压力P z ： P z =λP C =4.3×9.3=40.3bar

二、飞轮侧轴承受力F

F=Lf b P z S h =0.6×1.6×40.3×0.005=19.3KN

L 为左右轴承力臂比

f b 为轴承冲击载荷系数，取1.6

S h 为活塞顶面积

三、结论：

根据GB/T 276-1994 轴承6206的许用基本额定动载荷为19.5KN

计算结果为飞轮侧轴承受最大载荷为19.3KN 〈19.5KN ，所以轴承6206符合此机型设计要求。

以上为设计前期计算值

实际生产出的发动机经过燃烧分析仪测试燃烧压力为39bar

根据实际测试结果计算曲轴载荷为：0.6×1.6×39×0.005=18.7KN