Bazele Teoretice ale Autovehiculelor

Calculul termic al motorului cu ardere internă

Scopul principal al calculului termic constă în:

determinarea randamentului;

calcularea consumului specific;

alcătuirea bilanţului termic;

determinarea dimensiunilor de bază a motorului. La fel cu ajutorul calculului termic se poate determina forţele şi momentele care acţionează în mecanismul motor şi pe această bază a valorificare momentul de inerţie şi dimensiunile volantului.

Pentru efectuarea calculului termic este nevoie de parametrii iniţiali. Aceşti parametri sînt selectaţi în tabelul 1.

Tabelul 1

Parametrii iniţiali pentru calculul termic al MAI

Tractorul Motorul Numărul de cilindri, i Gradul de comprimare, ε Consumul specific efectiv ge

(prototip) (prototip)

1 2 3 4 5

LT - 60 D – 144A 4 17,25 70

Continuare

Numărul de turaţii, n, Rezistenţa de tracţiune, Rtr kN Viteza iniţială Vi m/s Puterea Ne APP, kW Terenul de deplasare

min-1

6 7 8 9 10

2100 10 2,25 46,6 Miriste+sol semanat

Bazându-ne pe datele iniţiale pentru a începe calculul termic este nevoie de a determina puterea motorului necesară pentru a îndeplini sarcina dată.

. Puterea efectivă a motorului – Ne se determină după expresia:

Ne = (〖(R〗_tr+ F_f)V_1)/η_tr + Ne APP , kW

unde: Rtr în kN – forţa nominală de tracţiune a tractorului, Ff – forţa de alunecare a tractorului şi se determină în felul următor:

Ff = mgf 10-3

unde: m - masa totală a tractorului în kg (anexa 1); f – coeficientul de alunecare.

Valoarea f în dependenţă de felul de tractor şi terenul de deplasare este redat în tabelul 2.

Tabelul 2

Coeficientul de alunecare f

Terenul de deplasare Tractor cu roţi Tractor cu şenile

Drum de ţară uscat 0,03 - 0,05 0,05 - 0,07

Mirişte 0,06 - 0,08 0,06 - 0,07

Sol pregătit pentru semănat 0,16 - 0,18 0,09 - 0,12

Arătură 0,12 - 0,18 0,08 - 0,10

- randamentul mecanic al transmisiunii se află în limitele = 0,8-0,9 pentru tractoarele cu roţi şi pentru tractoarele cu şinele

Deci pentru tractorul respective avem:

ηtr = 0,85, f = 0,15

Ff = mgf 10-3 = 9,8*2480*0,08*10-3 = 1,94 kN;

Ne = (〖(R〗_tr+ F_f)V_1)/η_tr + Ne APP = (10+ 1,94)2,25/0,85 =31,60+ 15 = 46,6 kW.

1.2. Selectarea unor coeficienţi şi exponenţi

în calculul termic al MAI

1.2.1. Gradul de creştere a presiunii – λp - prezintă raportul dintre presiunea căpătată la sfârşitul arderei către presiunea la sfîrşitul comprimării.

λp = P_z/P_0

În motoarele Diesel ciclul de funcţionare se obţine prin arderea mixtă, adică izocoră V=const şi izobară p=const, şi de aceea căldura admisă în perioada arderei se consumă atât la mărirea energiei lăuntrice a gazului cît şi la efectuarea lucrului mecanic. Valoarea λp va depinde de căldura redată în momentul arderii la V=const, cu cît λp va fi obţinut mai mare cu atât mai multă căldură trebuie să se transmită în timpul arderei la un volum mai mic (V=Vc). În aşa mod ciclul funcţional al motorului va decurge mai efectiv, deoarece mai puţină căldură degajată la ardere va fi redată în sistemul de răcire. E de menţionat că mărirea lui λp va aduce la mărirea bruscă a presiunii gazelor în cilindru (Pz) ce aduce la intensificarea uzării. Aceasta înseamnă că la valorificarea lui λp trebuie să se ţină cont de sarcina motorului în exploatare. La motoarele, a căror sarcină în perioada de exploatare e considerabilă (la tractoarele cu şinele), e nevoie să se admită valoarea λp mai mică, şi invers pentru tractoarele cu roţi. Cu alte cuvinte valoarea λp trebuie să fie la un nivel încât presiunea la sfârşitul arderei să nu fie mai mare de (6,5-7,0) MPa, atunci durabilitatea motorului va fi mai avansată.

În mod constructiv λp se obţine prin modernizarea sistemului de injectare a combustibilului în cilindri.

Pentru motoarele cu camera de ardere în piston λp =1,4 - 2,2. Primim λp= 1,65.