Proiect PCMAI anul 2 MAC.xlsx

8/14/2019 Proiect PCMAI anul 2 MAC.xlsx

1/45

1) Date de proiectare :

Pn = 56 kWn = 4200 rot/min

i = 4 cilindri

2) Alegerea parametrilor initiali :

a) temperatura initiala To = 293 K

b) presiunea initiala po = 1.02 *10^5 N/m2 102000

c) temperatura gazelor reziduale Tr = 900 K

d) presiunea gazelor reziduale pr = 1.1 *10^5 N/m2 110000

e) coeficientul de exces de aer = 1.25

f) raportul de comprimare = 20

3) Parametrii procesului de schimbare de gaze

Se adopta urmatoarele marimi din tabelul 4:

a) presiunea la sfarsitul admisiei pa = 0.9 *10^5 N/m2 90000

b) preincalzirea amestecului T =15

c) coeficientul de post umplere p =1.14

Se calculeaza coeficientul gazelor reziduale:

r = 0.0192

Temperatura la sfarsitul admisie va fi:

Ta = 319.15228 K

Coeficientul de umplere:

= 0.9537484

Valorile calculate se vor compara cu cele di tabelele 6 si 3.

Calculul Termic al unui motor cu aprindere prin comprimare

8/14/2019 Proiect PCMAI anul 2 MAC.xlsx

2/45

4) Parametri procesului de comprimare

Se adopta coeficientul politropic de comprimare valoarea

n1 = 1.4

10Presiunea la sfarsitul comprimarii :

pc = 5.966017 *10^6 N/m2 5966017.231

Temperatura la sfarsitul comprimarii:

Tc = 1057.816 K

5) Parametrii procesului de ardere

Conform cu tabelul 7 se adopta urmatoarea compozitie a motorinei:

c = 0.875 kg

h = 0.133 kg

o = 0.01 kg

Puterea calorica inferioara Qinf = 41868 kJ/kg

Se mai adopta din tabelul 4 si 5 :

a) coeficientul de utilizare a caldurii = 0.9

b) coeficientul de crestere a presiunii = 1.3

Cantitatea minima de aer necesara arderii:

Lmin = 0.5040675

Cantitatea reala de aer necesara arderii:

L = 0.6300843

Coeficientul teoretic de variatie molara a incarcaturi proaspete:

o = 1.0532667

Coeficientul real de variatie molara a incarcaturii proaspete:

f = 1.0522632

Caldura specifica molara medie a amestecului initial:

kmolaer/kgcomb

kmolaer/kgcomb

8/14/2019 Proiect PCMAI anul 2 MAC.xlsx

3/45

C' = 38.40599 kJ/kmol*K

Caldura specifica molara medie a gazelor de ardere pentru >1:

C'' = 27.36 + 0.002654 *Tz

Temperatura la sfarsitul arderii:

Rm = 8.314

Coeficietii ecuatiei:

a = 0.0027927

b = 37.538438

c = -110736.4

ec = 2646.1511

x1 =Tz 2489.0396 K

x2 = -15930.64

Presiunea la sfarsitul arderii:

pz=pz' 77.558224 *10^5 N/m2 7755822.401

Valorile calculate se compara cu cele din tabelul 4 si 5.

Gradul de destindere prealabila:

= 1.9045961

6) Destinderea

Se adopta coeficientul politropic al destinderii n2

n2 = 1.18

Gradul de destindere:

= 10.500914

Presiunea la sfarsitul destinderii:

pb = 4.8370423 *10^5 N/m2 483704.2264

Temperatura la sfarsitul destinderii

8/14/2019 Proiect PCMAI anul 2 MAC.xlsx

4/45

Tb = 1630.0875 K

7) Parametrii principali ai motorului

Se adopta urmatoarele valori:

a) coeficientul de rotunjire a diagramei r = 0.98b) randamentl mecanic c 0.82 (tab. 9)

Presiunea medie a ciclului teoretic:

p'i = 13.116306 *10^5 N/m2 1311630.634

Presiunea medie indicata:

pi = 12.85398 *10^5 N/m2 1285398.022

Randamentul indicat al motorului:

i = 0.4843928

Presiunea medie efectiva:

pe = 10.540264 *10^5 N/m2 1054026.378

Randamentul efectiv al motorului:

e = 0.3972021

Valorile calculate se compara cu cele din tabelele 5, 6, si 9.

Consumul specificefectiv de combustibil:

ge = 0.2164755 kg/kW*h

8) Dimensiuni fundamentale ale motorului

Se adopta raportul cursa - alezaj (tab. 9)

=S/D= 1.1

Capacitatea cilindrica necesara:

Vh = 0.3794971 l

Vh = 379.49714 cm^3

Alezajul si cursa

D = 0.7602949 dm = 76.0294864 mm

8/14/2019 Proiect PCMAI anul 2 MAC.xlsx

5/45

S = 83.632435 mm

Se adopta:

S = 84 mm = 0.084 mD = 76 mm 0.076 m

Viteza medie a pistonului:

Wm = 11.708541 m/s

Cilindreea totala a motorului:

Vt = 1.5179886 l

Puterea litrica a motorului:

Pl = 36.890923 kW/l

9) Diagrama indicata

Volumul la sfarsitul cursei de admisie

Va= 0.3994707 dm3

Volumul la sfarsitul compresiei

Vc= 0.0199735

Vc=Vz 0.0199735

X Vx px

[RAC] [m] [l] [N/m2]105

0 0 0.0199735 1.110 1.423353 0.0264323 0.9

20 5.579057 0.0452895 0.9

30 12.13609 0.0750432 0.9

40 20.58155 0.113366 0.9

50 30.274 0.1573472 0.9

60 40.50946 0.2037925 0.9

70 50.59213 0.2495444 0.9

1n

x

aax

V

Vpp

2n

x

zzx

V

Vpp

)2cos1(

4)cos1(

2

SX

8/14/2019 Proiect PCMAI anul 2 MAC.xlsx

6/45

80 59.90197 0.2917895 0.9

90 67.95135 0.328315 0.9

100 74.42459 0.3576884 0.9

110 79.19611 0.3793401 0.9

120 82.32568 0.393541 0.9

130 84.03189 0.4012833 0.9

140 84.64771 0.4040777 0.9150 84.56391 0.4036974 0.9

160 84.16784 0.4019002 0.9

170 83.78522 0.400164 0.9

180 83.63244 0.3994707 0.9

190 83.78522 0.400164 0.897818

200 84.16784 0.4019002 0.892393

210 84.56391 0.4036974 0.886835

220 84.64771 0.4040777 0.885667

230 84.03189 0.4012833 0.894314

240 82.32568 0.393541 0.919042

250 79.19611 0.3793401 0.967567

260 74.42459 0.3576884 1.050545270 67.95135 0.328315 1.184444

280 59.90197 0.2917895 1.397089

290 50.59213 0.2495444 1.739059

300 40.50946 0.2037925 2.309181

310 30.274 0.1573472 3.316795

320 20.58155 0.113366 5.248625

325 16.16057 0.093305 6.89373

330 12.13609 0.0750432 9.351584

340 5.579057 0.0452895 18.96378

350 1.423353 0.0264323 40.30264

360 0 0.0199735 59.66017

370 1.423353 0.0264323 77.55822380 5.579057 0.0452895 29.51804

390 12.13609 0.0750432 16.26661

400 20.58155 0.113366 9.997123

410 30.274 0.1573472 6.790018

420 40.50946 0.2037925 5.004062

430 50.59213 0.2495444 3.940308

440 59.90197 0.2917895 3.276291

450 67.95135 0.328315 2.850635

460 74.42459 0.3576884 2.576492

470 79.19611 0.3793401 2.403869

480 82.32568 0.393541 2.301847

490 84.03189 0.4012833 2.249533500 84.64771 0.4040777 2.231188

510 84.56391 0.4036974 2.233668

520 84.16784 0.4019002 2.245459

530 83.78522 0.400164 2.25696

540 83.63244 0.3994707 1.1

550 83.78522 0.400164 1.1

560 84.16784 0.4019002 1.1

8/14/2019 Proiect PCMAI anul 2 MAC.xlsx

7/45

570 84.56391 0.4036974 1.1

580 84.64771 0.4040777 1.1

590 84.03189 0.4012833 1.1

600 82.32568 0.393541 1.1

610 79.19611 0.3793401 1.1

620 74.42459 0.3576884 1.1

630 67.95135 0.328315 1.1

640 59.90197 0.2917895 1.1

650 50.59213 0.2495444 1.1

660 40.50946 0.2037925 1.1

670 30.274 0.1573472 1.1

680 20.58155 0.113366 1.1

690 12.13609 0.0750432 1.1

700 5.579057 0.0452895 1.1

710 1.423353 0.0264323 1.1

720 0 0.0199735 1.1

Se adopta marimile pentru corectarea diagrameia= 35 grade RAC 0.610555556

unghiul de avans la aprindere ev= 40 grade RAC 0.697777778

unghiul de avans la deschiderea evacuarii B=1/3.6 0.278 tabelul 6

raportul dintre raza manivelei si lungimea bielei

Poziia punctului c se determin de cursa pistonului XS corespunztoare unghiului de avans la aprindere

Xs= 9.4639718 mm

Poziia punctului c este determinat de presiunea n acest punct

715922.0677 N/m2

pc''= 7.1592207 *10^5N/m2

Poziia punctului b este determinat cursa pistonului Xev corespunzatoare unghiului de avans la deschiderea evacurii

xev=Xb' 7.3760032 mm

Xa= 6.4901456 mm

Poziia punctului a este determinat de presiunea in punctul a:

8/14/2019 Proiect PCMAI anul 2 MAC.xlsx

8/45

286852.1132 N/m2

pa'= 2.8685211 *10^5N/m2

8/14/2019 Proiect PCMAI anul 2 MAC.xlsx

9/45

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

P

[N/m2]10^5

Diagrama Indicata

px

8/14/2019 Proiect PCMAI anul 2 MAC.xlsx

10/45

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

0 90 180 270 360 450 540 630 720

px[N/m2]105

0 RAC

Presiunea in cilindru

px [N

8/14/2019 Proiect PCMAI anul 2 MAC.xlsx

11/45

Cinematica mecanismului biela-manivela

n= 4200 rot/min

S= 84 mm 0.084 m

unghiul de rotatie al manivelei D= 76 mm 0.076 m

unghiul de inclinare al axei bielei viteza unghiulara de rotatie a arborelui cotit

S cursa pistonului

R raza manivelei

L lungimea bielei

raportul dintre raza manivelei si lungimea bielei

= 439.823 rad/sec

max= 15 grd max= 12180

=1/3.6= 0.278 = 1/3.21/3.8

R=S/2= 41.81622 mm 0.04182 m

L=R/= 150.5384 mm 0.15054 m

Ap- aria pistonului

Ap= 0.00454 m2

xp vp aI aII ap

[RAC] [m] [m/s] [m/s2] [m/s2] [m/s2]

0 0 0.00 8089.11 2246.97 10336

10 0.0014234 4.07 7966.21 2111.46 10078

20 0.0055791 7.93 7601.27 1721.28 9322.6

30 0.0121361 11.41 7005.37 1123