Calcul Termic Mercedes E200 2.0 L I4 120kW

7/26/2019 Calcul Termic Mercedes E200 2.0 L I4 120kW

http://slidepdf.com/reader/full/calcul-termic-mercedes-e200-20-l-i4-120kw 1/11

Calculul termic pentru motorul ce echipeaza automobilul Mecedes E200 (2000)

Alegerea parametrilor initiali ai procesului de schimbare a gazelor:

Numarul de cilindri:

i 4:=

sNumarul de timpi ai motorului:

ν 4:=

Puterea efectiva:

Pe 120:= kW

Turatia corespunzatoare a motorului:

n p 5300:=

Puterea litrica:

PL

Pe

1.59575.235=:= kW /l

Numarul de supape pe cilindru:

ns 4:=

raportul de comprimare:

ε 9.50:=

Coeficientul de dozaj:

lam 1.2:=

Presiunea init iala (supraalimentare):

p0 1.3:= bari

Temperatura initiala:

T0 298:= K

Presiunea aerului in conditii normale de stare:

paer 1.013:=



Densitatea aerului atmosferic in conditii normale:

roaer 1.293:= kg /m3

Temperatura in conditii normale:

Taer 273:=

Constanta specifica a aerului:

R a 287:= J /kg K

Caldura specif ica a carburantului:

R c 73:= J /kg K

Cursa pistonului:

S 78.7:= mm

Diametrul cilindrului:

D 89.9:= mm

Capacitatea cilindrica:

V 1.998:=

coeficient de exces de aer:

λ 1.2:=

Calculul procesului de schimbare a gazelor

Viteza medie a pistonului:

W p

S n p⋅

30 1000⋅13.904=:= m /s



Parametri fazelor de distributie:

Avansul la deschiderea supapei de admisie:

βaSA 17 deg⋅:=

Intarzierea la inchiderea supapei de admisie:

βiSA 50 deg⋅:=

Avansul la deschiderea supapei de evacuare:

βdSE 35 deg⋅:=

Intarzierea la inchidere a supapei de evacuare:

βiSE 15 deg⋅:=

Coeficientul de postumplere:

fi 0.12:=

Coeficientul global al rezistentei gazodinamice pe traseul de admisie:

ξ 4.2:=

Coeficientul de debit oferit de supapa de admisie:

μSA 0.60:=

Factorul de profil al camei ce actioneaza pe supapa de admisie:

f pc 1.15:=

Unghiul de prelucrare a talerului supapei de admisie:

γSA 45 deg⋅:=

Imaltimea maxima de ridicare a supapei de pe sediu:

hmax 8:=



Incalzirea fluidului proaspat pe peretii traseului de admisie:

∆T 20:=

Presiunea in cilindru la sfarsitul cursei de evacuare:

pg 1.15:= bari

Temperatura gazelor reziduale din cilindru la sfarsitul cursei de evacuare:

Tg 950:=

Calculul parametrilor constructivi:

Cilindreea unitara:

Vs

V

i0.5=:=

Calculul coeficientului de umplere:

Incalzirea fluidului proaspat:

θT0 ∆T+

T0

1.067=:=

Densitatea aerului in conditii normale:

ρ0aer 1.169:= la 298 K

Exponentul adiabatic al fluidului proaspat:

k a 1.4:=

Coeficientul de umplere se determina pe baza ecuatiei:



( )[ ]1

22

22

26

2

2

2

0

2

0

5

0

0

11018111

180)1(105,0

)1()1(

−

−

−

⋅∆⋅

⋅−⋅⋅−⋅−⋅+=

=

⋅

⋅

∆⋅⋅⋅⋅+⋅⋅−

+−⋅−⋅⋅⋅⋅

a

a

k

k

saa sa

v

fp

aa

P v

aa

a

g puav

SLn

ak k

W d

D fp p

pk p

α µ η ε

η α

ρ ζ

ϕ ε θ η

Variatia membrilor ecuatiei:

vη 0,680 0,700 0,720 0,740 0,760 0,780 0,800 0,820 0,840 0,860 0,880 0,900 0,920 0,940 0,960

Mem_st 19,477 20,016 20,555 21,094 21,633 22,172 22,711 23,250 23,789 24,328 24,867 25,406 25,945 26,484 27,023

Mem_dr 27,242 27,101 26,955 26,806 26,654 26,498 26,338 26,176 26,010 25,841 25,669 25,493 25,315 25,134 24,949

Coeficientul de umplere se afla la intersectia graficelor descrise de valorile celor 2 membri ai ecuatiei:

Determinarea gradului de umplere

0,902

18,0

20,0

22,0

24,0

26,0

28,0

30,0

0,66 0,68 0,70 0,72 0,74 0,76 0,78 0,80 0,82 0,84 0,86 0,88 0,90 0,92 0,94 0,96 0,98

Gradul de umplere

M e m b r u l s t â n g

M e m b r u l d r e p t

Membrulstâng

Membruldrept

ita_v

ηv 0.902:=

Valoarea se incadreaza in limitele prezentate in literatura de specialitate (0.75.. 0.93).

Calculul presiunii fluidului proaspat la sfarsitul admisiei:



pa

p0 ηv⋅ θ⋅ k a⋅ ε 1−( )⋅ 1 fi−( )⋅ pg+

1 k a ε 1−( )⋅+1.105=:= bari

Calculul coeficientului de gaze reziduale:

γr

f pc T0⋅

Tg

1

ηv ε 1−( )⋅

⋅0.047

=:=

Viteza medie a fluidului in galeria de admisie:

d0a 40:= mm -diametrul sectiunii de trecere a galeriei de admisie(statistic)

Wga

D2

d0a2

W p⋅180

265⋅ 47.704=:= m /s

Calculul procesului de comprimare

Ecuatiile transformarilor politropice:

[ ] K V

V T T

cm

daN

V

V p p

c

c

m

x

aa x

m

x

aa x

1

2

−

⋅=

⋅=

Coefcientul politropic de comprimare:

n1 1.35:=

Presiunea la sfarsitul comprimarii:

pc pa εn1

⋅:=

pc 23.081= bari

Temperatura la sfarsitul procesului de comprimare:

Ta T0 20+ 318=:= K

Tc Ta εn1 1−

⋅:=



Tc 699.247= K

Parametrii procesului de ardere:

Se mentioneaza compozitia benzinei:

cb 0.854:= hb 0.142:= ob 0.004:= Qi 43524:=

Puterea calorica a benzinei:

Qi 41850:= [kJ/kg]

Caldura utila:

Coeficientul de utilizare a caldurii:

ξu 0.91:=

Qu ξu Qi⋅ 3.808 104

×=:= [kJ/kg]

Cantitateea minima de ardere a unui kg de combustibil:

Lmin

1

0.21

cb

12

hb

4+

ob

32−

0.507=:= [kmol,aer/kg,comb]

Lb λ Lmin⋅ 0.609=:=

Coeficientul de variatie molara a incarcaturii proaspete:

μo

Lmin 0.79⋅ λ ⋅hb

2+cb

12+

λ Lmin⋅1

114+

:=

μo 1.009=

Coeficientul real de variatie molar a incarcaturii proaspete



μf

μo γr +

1 γr +:=

μf 1.009=

Caldura specifica molara medie a gazelor de ardere

C2mv

21 29.3 104−

⋅T

c⋅+:=C2mv 23.049= [kJ/kmol*K]

Caldura specifica molara medie a amestecului initial

C1mv 20 17.4 103−

⋅ Tc+:=

C1mv 32.167= [kJ/kmol*K]

-caldura degajata la arderea incompleta

Qai Qi 6100 1 λ −( )−:=

Qai 4.307 104

×= [kJ/kmol*K]

Temperatura degajata la sfarsitul arderii incomplete:

Tz

ξu Qai⋅

λ Lmin⋅1

114+

1 γr +( )⋅

C1mv+ Tc+

C2mv μf ⋅:=

Tz 2.639 103

×= K

Presiunea la sfarsitul arderii:

pz pc μf ⋅Tz

Tc

⋅:= pz 87.851= bari

Calculul procesului de destindere:

Se adopta coeficientul politropic al destinderii

n2 1.24:=

Temperatura la sfarsitul destinderii

T b

Tz

εn2 1−

:=



T b 1.537 103

×= [K]

Calculul parametrilor principali ai motorului:

-Coeficientul de rontunjire al diagramei

μr 0.98:=

Randamentul mecanic

ηm 0.90:=

Presiunea medie a ciclului teoretic:

pic

pc

ε 1−( )

π

n2 1−1

1

εn2 1−

−

⋅ 1

1

εn1 1−

−

1

n1 1−⋅−

⋅:=

pic 10.608= [Pa]

-presiunea medie indicata

pi μr pic⋅:=

pi 10.395= [Pa]

Randamentul indicat al motorului

R m 8.314:=

ηi R m

pi 0.667⋅ T0⋅

p0 ηv⋅ Qi⋅⋅:=

ηi 0.35=

Presiunea medie efectiva:

pe ηm pi⋅:=

pe 9.356= bari

Randamentul efectiv al motorului:



ηe ηm ηi⋅:=

ηe 0.315=

Consumul specific de combustibil

ce

3600 1000⋅

ηe Qi⋅:=

ce 273.032= [g/kW*h]

Consumul orar de combustibil:

ch Pe

ce

1000

⋅ 32.764=:= kg /h

cminut Pe

ce

60 1000⋅⋅ 0.546=:=

kg

min

Calcul Termic Mercedes E200 2.0 L I4 120kW

Documents

Transcript of Calcul Termic Mercedes E200 2.0 L I4 120kW