Motor cu aprindere prin comprimare

1. Tema proiectului. Date inițiale

Să se proiecteze un motor cu aprindere prin comprimare, în

4 timpi, cu 8 cilindri în V la 90o, care să dezvolte puterea nominală de 640 kW la turația 2350 rot/min.

Date inițiale:

- tipul motorului: motor cu aprindere prin comprimare;

- numărul de timpi: 4;

- numărul de cilindri: ;

- dispunerea cilindrilor: în V la ;

- puterea nominală: ;

- turația nominală: ;

- presiunea de supraalimentare: ;

- presiunea atmosferică: ;

- temperatura inițială: ;

- raportul de comprimare: ;

- cilindreea totală: ;

- cilindreea unitară: ;

- alezajul: ;

- cursa pistonului: ;

- raza manivelei: ;

- raportul ;

- lungimea bielei: ;

- volumul camerei de ardere: .

2. Calculul ciclului termodinamic

2.1 Calculul proceselor de schimbare a încărcăturii.

Ținând cont de datele inițiale referitoare la performanțele ce se doresc a fi obținute de la acest motor, un motor cu aprindere prin comprimare, de putere foarte mare având totodată și cilindree mare, am ales următoarea soluție constructivă: motor supraalimentat cu 2 turbosuflante acționate de către gazele de ardere, iar aerul de supraalimentare este răcit.

Pentru a putea descrie matematic procesele de schimbare a încărcăturii din cilindrii motorului trebuie sa obținem un sistem de ecuații pornind însă de la următoarele ipoteze:

 în cilindru evoluează un amestec omogen de gaze perfecte, inerte din punct de vedere chimic;

 curgerea gazelor prin orificiile controlate de supape este izentropică;

 energia cinetică a gazelor proaspete care ajung în cilindru se transformă integral in căldură.

Se dorește stabilirea unor relații ale mărimilor care folosesc criterii ale perfecțiunii umplerii și golirii sau a unor mărimi de stare cum sunt: coeficientul de golire, randamentul umplerii, și presiunea și temperatura la finele admisiunii. Pentru stabilirea acestor relații se fac următoarele ipoteze simplificatoare:

 admisiunea decurge izobar la presiunea ;

 momentul inițial al procesului de admisiune coincide cu începutul cursei de admisiune iar perioada de suprapunere a deschiderii și închiderii supapelor este nulă;

 se admite ca secțiunea de curgere pe lângă supapa de admisiune( ), coeficientul de scurgere( ), viteza de scurgere pe lângă supapă( ) au valori medii constante;

 gazele ce evoluează se asimilează cu aerul;

 curgerea gazelor se face izentropic;

 energia cinetică a încărcăturii proaspete care ajunge în cilindru se transformă integral în căldură.

Pe baza ipotezelor menționate anterior, diagrama de pompaj simplificată (care reprezintă descrierea procesului de schimbare a încărcăturii în funcție de evoluția presiunii în cilindru în acest interval de timp) este indicată în fig. 2.1.

A. Calculul presiunii la finele admisiunii ( ).

Presiunea se stabilește pe baza ecuațiilor de curgere și are următoarea expresie:

(2.1)

unde:

- presiunea și temperatura inițiale date de organul de supraalimentare;

- , unde exponentul politropic al procesului de comprimare a aerului in suflantă iar reprezintă presiunea inițială din cilindru în cazul unui motor in 4 timpi cu aspirație normală;

- exponentul adiabatic al aerului;

- constanta gazului in S.I.;

- , unde coeficientul de viteză care ia în considerare abaterile curgerii gazelor reale de la curgerea gazului perfect ( );

- coeficientul de volum al gazelor reziduale;

Pentru efectuarea calcului am ales următoarele valori ale acestor mărimi:

 ;

 ;(pag. 67)

 pentru suflantele centrifugale , corespunzătoare motoarelor cu aprindere prin comprimare, iar astfel încât se poate calcula valoarea temperaturii de supraalimentare: (pag. 73-74);

 (pag. 79);

 ;

 , unde am ales K=4000 (pag. 74).



Utilizând în plus și valorile din datele inițiale, efectuând calculul obținem valoarea presiunii la finele admisiunii:

I. Stratulat, Mihai, Copae, Ion - Procesele energetice din motoare, Editura Academiei Militare, București 1982;

II. Manea Constantin, Nastase Mircea - Cinematica si dinamica motoarelor de tracțiune , Editura Academiei Militare, București 1981;

III. Berthold, Grunwald - Teoria calculul și construcția motoarelor pentru autovehicule rutiere, Editura Didactică și Pedagogică, București 1980.

IV. Manea, Constantin - Construcția și calculul motoarelor de tracțiune, calcul organologic, Editura Academiei Militare 1975.