Silnik ZI- projekt.docx

Lotnicze Silniki Tłokowe

Projekt silnika ZI czterosuwowego.

Łukasz Krawczyk

III LiK Silniki

nr. indeksu 113442

1.      Założenia projektu:

Do projektu wybrałem czterosuwowy silnik z zapłonem iskrowym produkcji Hondy o oznaczeniu F20Z1. Jest to silnik czterocylindrowy, rzędowy o czterech zaworach na cylinder. Blok i głowica silnika wykonane są ze stopów lekkich.

Dane techniczne:

·         moc maksymalna:                                                                  Ne=96 kW / 5400 rpm

·         moment obrotowy:                                                                  M=178 Nm / 4800 rpm

·         pojemność skokowa:                                                               Vsc= 1997 cm3

·         średnica cylindra:                                                                    D=85 mm

·         skok tłoka:                                                                               S=88 mm

·         stopień sprężania:                                                                    ε=9,5

·         układ rozrządu: SOHC

·         długość korbowodu: l=144 mm

·         zalecane paliwo: benzyna bezołowiowa RON 95

2.      Dane przyjęte do projektu:

·         wartość opałowa paliwa:                                                         Wu=43 MJ/kg

·         nadmiar powietrza:                                                                  λ=1,0

·         współczynnik napełnienia:                                                      ηn=0,9

·         ciśnienie przy końcu suwu dolotu:                                          pd=p1=96 kPA

·         wykładnik politropy sprężania:                                             ms=1,36

·         wykładnik politropy rozprężania:                                            mr=1,27

·         średni wykładnik adiabaty w czasie spalania:                         kśr=1,25

·         współczynnik przejęcia ciepła w czasie spalania:                 ζ=0,95

·         średnia różnica ciśnień dolotu i wylotu:                                     Δp=25 kPa

·         wartość współczynnika Ψ:                                                            Ψ=0,9

·         wartość współczynnika wypełnienia wykresu:                          ϕ=0,97

·         temperatura otoczenia:                                                            Ta=298 K

·         ciśnienie otoczenia:                                                                pa=105 Pa

·         teoretyczna ilość paliwa potrzebna do spalenia 1 kg paliwa:  Mt=14 kg

3.      Przebieg ciśnienia w cylindrze roboczym:

a.       Obliczenia:

·         Objętość właściwa powietrza:

νa=ν0=RTapa=287*298 K100000 Pa=0,855m3kg

·         Objętość skokowa dla spalenia 1 kg paliwa:

Vs=λMtνaηn=1,0*14*0,855 m3kg0,9=13,3 m3

·         Objętość komory sprężania:

Vc=V2=V4=λMtνaε-1ηn=1,0*14*0,855 m3kg9,5-1*0,9=1,57 m3

·         Ciśnienie w końcu suwu sprężania:

p2=p1εms=96 kPa*9,51,36=2051 kPa

·         Najwyższe teoretyczne ciśnienie spalania przy V=const:

p4=p2+ζWuVckśr-1=2051 kPa+0,95*43*106 Jkg1,57 m31,25-1=8576 kPa

·         Najwyższe rzeczywiste ciśnienie spalania:

pmax=Ψp4=0,9*8576 kPa=7718 kPa

·         Objętość skokowa dla której występuje pmax:

V|pmax=V4p4pmax1mr=1,57 m3*8576 kPa7718 kPa11,27=1,70 m3

·         Ciśnienie w końcu suwu rozprężania:

p5=p41εmr=8576 kPa*19,51,27=492 kPa

·         Średnie ciśnienie indykowane:

pi=φε-1p4-εp5mr-1-p2-εp1ms-1-∆p=

=0,979,5-18576 kPa-9,5*492 kPa1,27-1-2051 kPa-9,5*96 kPa1,36-1-25 kPa=1265 kPa

·         Wartość ciśnienia traconego na tarcie:

Cśr=16 ms

pt=98*0,3+0,1Cśr=98*0,3+0,1*16ms=186,4 kPa

·         Średnie ciśnienie efektywne:

pe=pi-pt=1265 kPa-186,4 kPa=1078,6 kPa

·         Sprawność mechaniczna:

ηm=pepi=1078,6 kPa1265 kPa=0,853

·         Sprawność ogólna:

ηo=peVsWu=1078,6*103 Pa*13,3 m343*106 Jkg=0,334

·         Jednostkowe zużycie paliwa:

ge=1ηoWu=10,334*43 MJkg=69,7 gMJ=69,7 μgJ

w odniesieniu do 1 kWh:

ge=69,7 gMJ*3,6 MJkWh=250,9 gkWh

·         Jednostkowe zużycie ciepła:

we=1ηo=1...