9. Определение экономических показателей
К экономическим показателям двигателя относятся удельный эффективный расход топлива и эффективный КПД.
Эффективный удельный расход топлива:
ge = Gt / Ne, [г/кВт*ч] (9.1)
где Gt – часовой расход топлива может быть найден:
[кг/ч] (9.2)
Цикловой расход топлива можно допустить пропорциональным среднему индикаторному давлению:
(9.3)
где GТЦН, РiН - цикловой расход топлива и среднее индикаторное давление на номинальном режиме работы;
Величина циклового расхода на номинальном режиме:
(9.4)
;
Удельный эффективный расход топлива по скоростной характеристике, для карбюраторного двигателя:
(9.5)
Часовой расход топлива:
Gt = ge * Ne / 1000, [кг/ч] (9.6)
Экономические показатели двигателя Табл. 9.1
|
n, мин-1 |
600 |
690 |
780 |
870 |
960 |
1050 |
1140 |
1250 |
|
Gt, кг/ч |
29,79 |
32,056 |
36,61 |
38,77 |
40,92 |
43 |
44,9 |
47,125 |
|
ge,г/кВт*ч |
246,66 |
237,786 |
231,377 |
227,436 |
225,96 |
226,95 |
230,4 |
238 |
По результатам произведенных расчетов можно составить следующую таблицу сравнения характеристик рассчитываемого двигателя с прототипом.
Сравнение показателей прототипа и проектируемого двигателя Табл.9.2
|
|
Прототип |
рассчитываемый |
|
Ne, кВт |
118 |
198 |
|
n, мин-1 |
1250 |
1250 |
|
D, мм |
145 |
145 |
|
S, мм |
205 |
205 |
|
Pe, МПа |
|
1,0935 |
|
gе, г/кВт*ч |
239 |
238 |
|
M, НМ |
1000 |
1512,20 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Индикаторная диаграмма двигателя в Р-V координатах
Данная диаграмма иллюстрирует динамику нарастания давления рабочего тела в зависимости от угла поворота коленчатого вала рассчитываемого двигателя.
Диаграмма наглядно иллюстрирует нарастание давления газов в цилиндре двигателя в зависимости от угла поворота коленчатого вала двигателя.
Диаграмма показывает процесс нарастания температуры газов в цилиндре двигателя в процессе сгорания топлива.
Диаграмма иллюстрирует процесс выгорания топлива в цилиндре двигателя.
Данный график иллюстрирует зависимость отвлеченной скорости сгорания топлива в цилиндре двигателя от угла поворота коленчатого вала.
Данные диаграммы иллюстрирует зависимость основных показателей двигателя от оборотов КВ:
ge – удельный эффективный расход топлива;
М – крутящий момент;
Ne – эффективный КПД;
Gt – часовой расход топлива;
Данные диаграмм иллюстрируют зависимость основных показателей двигателя от параметра Hu.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1 ДАВЛЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ...........PO= .1013 МПА
2 ДАВЛЕНИЕ ПЕРЕД ВПУСКНЫМИ КЛАПАНАМИ..PK= .1302 МПА
3 ТЕМПЕРАТУРА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ........TO= 293.0000 ГРАД К
4 СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ.......................E= 13.5000
5 КОЭФФИЦИЕНТ НАПОЛНЕНИЯ..............MV= .9200
6 ДАВЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ ГАЗОВ...........PR= .1172 МПА
7 ТЕМПЕРАТУРА ОСТАТОЧНЫХ ГАЗОВ........TR= 900.0000 ГРАД К
8 ПОДОГРЕВ СВЕЖЕГО ЗАРЯДА............DLT= 8.0000 ГРАД К
9 МАССОВАЯ ДОЛЯ УГЛЕРОДА В ТОПЛИВЕ.....C= .8600
10 МАССОВАЯ ДОЛЯ ВОДОРОДА В ТОПЛИВЕ.....H= .1300
11 МАССОВАЯ ДОЛЯ КИСЛОРОДА В ТОПЛИВЕ....O= .0100
12 КОЭФФИЦИЕНТ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА........ALB= 1.6000
13 ОТН. РАД. КРИВОШ. К ДЛ. ШАТУНА..LAMBDA= .2700
14 ПОКАЗАТЕЛЬ ПОЛИТРОПЫ СЖАТИЯ...... ..N1= 1.3500
15 НИЗШАЯ ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ ТОПЛИВА.....HU= 42.5000 МДЖ/КГ
16 ПОКАЗАТЕЛЬ ХАРАКТЕРА СГОРАНИЯ........M= .1900
17 ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ СГОРАНИЯ.........FIZ= 105.0000 ГРАД ПКВ
18 ПОКАЗАТЕЛЬ ПОЛИТРОПЫ РАСШИРЕНИЯ.....N2= 1.4000
19 КОЭФФИЦИЕНТ ЭФФЕКТИВНОСТИ СГОРАНИЯ..KS= .8800
20 ПОНИЖ. TEMП. В ОХЛ. НАДД. ВОЗД..DLTOXL= 23.0000 ГРАД К
21 ПОКАЗАТЕЛЬ ПОЛИТРОПЫ СЖАТ. В КОМПР..NH= 1.6000
22 УГОЛ ОПЕРЕЖЕНИЯ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ........Q= 5.0000 ГРАД ПКВ
23 ШАГ РАСЧЕТА ПРОЦЕССА СГОРАНИЯ......DFI= 5.0000 ГРАД ПКВ
24 ШАГ РАСЧЕТА ПРОЦ.СЖАТ. И РАСШ......DAL= 10.0000 ГРАД ПКВ
* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *
РЕШЕНИЕ В СИСТЕМЕ "СИ"
РАСЧЕТ ПРОЦЕССА ВПУСКА ДВИГАТЕЛЬ С НАДДУВОМ
ДАВЛЕНИЕ В НАЧАЛЕ СЖАТИЯ..........PA= .1226 МПА
ТЕОРЕТИЧЕСКИ НЕОБХ. КОЛ-ВО ВОЗД..LO1= 14.3247 КГ/КГ
LO= .4945 КМОЛЬ/КГ
КОЭФФ. ОСТАТОЧНЫХ ГАЗОВ...........GM= .0260
ТЕМПЕР. ВОЗД. ПОСЛЕ КОМПРЕССОРА..TK1= 321.9165 ГРАД К
ТЕМПЕР. ВОЗД. ПОСЛЕ ОХЛАЖДЕНИЯ....TK= 298.9165 ГРАД К
ТЕМПЕР. ВОЗД. В НАЧАЛЕ СЖАТИЯ.....TA= 321.9443 ГРАД К
ДВИГАТЕЛЬ ДИЗЕЛЬНЫЙ
УДЕЛЬНЫЙ ОБЬЕМ В НАЧАЛЕ СЖАТИЯ.....VA= .7544 М3/КГ
ХИМИЧЕСКИЙ КОЭФФ. МОЛЕКУЛ. ИЗМ.BOMAKS= 1.0415
ОБЩАЯ УДЕЛЬН. ИСПОЛЬЗ. ТЕПЛ. СГОР..QZ= 1.5904 МДЖ/КГ
ДЕЙСТВ. КОЭФФ. МОЛЕКУЛЯРН. ИЗМ..BMAKS= 1.0404
РАСЧЕТ ПРОЦЕССА СЖАТИЯ
--------------------------------------------------
УГОЛ АЛЬФА ОБЬЕМ ДАВЛ.СЖАТ. ТЕМП. СЖАТ.
--------------------------------------------------
180.0 .754 .123 321.9
190.0 .750 .123 322.5
200.0 .739 .126 324.3
210.0 .719 .131 327.3
220.0 .692 .138 331.8
230.0 .658 .148 337.8
240.0 .616 .161 345.7
250.0 .567 .180 355.8
260.0 .512 .207 368.6
270.0 .453 .244 384.8
280.0 .391 .298 405.2
290.0 .328 .377 430.9
300.0 .266 .500 463.5
310.0 .209 .695 504.9
320.0 .157 1.018 557.4
330.0 .115 1.562 622.8
340.0 .082 2.433 698.6
350.0 .063 3.529 769.3
355.0 .058 3.952 792.3
--------------------------------------------------
УДЕЛЬНАЯ РАБОТА СЖАТИЯ LAY= -.3859 МДЖ/КГ
РАСЧЕТ ПРОЦЕССА СГОРАНИЯ
--------------------------------------------------------------------
УГОЛ ОБЬЕМ ДАВЛЕН ТЕМПЕР УГОЛ ВЫГОР СКОР КОЭФ ОТНОШ
АЛЬФА ФИ ТОПЛ СГОР МОЛ.ИЗМ ТЕПЛОЕМ
--------------------------------------------------------------------
355.0 .058 3.952 792.3 .0 .000 .000 1.000
360.0 .056 5.737 1112.5 5.0 .168 3.833 1.007 1.337
365.0 .058 7.024 1393.6 10.0 .344 3.452 1.014 1.313
370.0 .063 7.429 1592.5 15.0 .494 2.872 1.020 1.299
375.0 .071 7.106 1716.9 20.0 .617 2.296 1.025 1.290
380.0 .082 6.376 1783.1 25.0 .714 1.789 1.029 1.284
385.0 .097 5.512 1807.8 30.0 .789 1.367 1.032 1.280
390.0 .115 4.674 1804.4 35.0 .846 1.029 1.034 1.278
395.0 .135 3.936 1783.0 40.0 .888 .765 1.036 1.277
400.0 .157 3.315 1750.8 45.0 .920 .563 1.037 1.277
405.0 .182 2.804 1712.5 50.0 .943 .410 1.038 1.277
410.0 .209 2.390 1671.5 55.0 .959 .296 1.039 1.277
415.0 .237 2.053 1629.9 60.0 .971 .212 1.039 1.278
420.0 .266 1.781 1589.1 65.0 .980 .151 1.040 1.279
425.0 .297 1.559 1550.0 70.0 .986 .107 1.040 1.280
430.0 .328 1.378 1513.0 75.0 .990 .075 1.040 1.281
435.0 .360 1.228 1478.6 80.0 .993 .053 1.040 1.282
440.0 .391 1.105 1446.7 85.0 .995 .037 1.040 1.283
445.0 .422 1.003 1417.4 90.0 .997 .025 1.040 1.284
450.0 .453 .917 1390.6 95.0 .998 .018 1.040 1.285
455.0 .483 .845 1366.2 100.0 .999 .012 1.040 1.286
460.0 .512 .784 1344.1 105.0 .999 .008 1.040 1.287
--------------------------------------------------------------------
УДЕЛЬНАЯ РАБОТА СГОРАНИЯ LYZ= 1.0729 МДЖ/КГ
РАСЧЕТ ПРОЦЕССА РАСШИРЕНИЯ
--------------------------------------------------
УГОЛ АЛЬФА ОБЬЕМ ДАВЛ.РАСШ. ТЕМП. РАСШ.
--------------------------------------------------
460.0 .512 .784 1344.1
470.0 .567 .680 1290.8
480.0 .616 .606 1249.0
490.0 .658 .553 1216.4
500.0 .692 .514 1191.7
510.0 .719 .487 1173.5
520.0 .739 .470 1161.0
530.0 .750 .459 1153.8
540.0 .754 .456 1151.4
--------------------------------------------------
ДАВЛЕНИЕ КОНЦА РАСШИРЕНИЯ..........PB= .4560 МПА
ТЕМПЕРАТУРА КОНЦА РАСШИРЕНИЯ.......TB=1151.4230 ГРАД К
УДЕЛЬНАЯ РАБОТА РАСШИРЕНИЯ........LZB= .1440 МДЖ/КГ
КОЭФФИЦИЕНТЫ ПРОПОРЦИОНАЛЬНОСТИ..PKR1= .0119
PKR2= 1.8424
ИНДИКАТОРНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОЧЕГО ЦИКЛА
УДЕЛЬНАЯ РАБОТА ЦИКЛА.............LI= .8309 МДЖ/КГ
ИНДИКАТОРНЫЙ К П Д............KPDIN= .4598
СРЕДНЕЕ ИНДИКАТОРНОЕ ДАВЛЕНИЕ.....PI= 1.1896 МПА
ИНДИКАТОРН. УДЕЛЬНЫЙ РАСХ. ТОПЛ..GI= 184.2367 Г/КВТ*Ч
БИБЛЕОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Фарафонтов М.Ф. Автомобильные двигатели: Учебное пособие для студентов-заочников.
- Челябинск: ЧГТУ, 1990. – 70с.
2. Колчин А.И. Демидов В. П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. Пособие
для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1980. - 400с.
3. Вибе И.И. Теория двигателей внутреннего сгорания: Конспект лекции. - Челябинск: ЧПИ, 1974. – 252.
4. Теория рабочих процессов ДВС: Методические указания по выполнению курсовой работы/ Составители: Шароглазов Б.А., Кавьяров С.И. Челябинск: - ЧГТУ, 1997. – 12с.
5. Конструирование и расчет ДВС: Методические указания по курсовому проекту / Составители: Бунов В.М., Галичин В.Г. - Челябинск: ЧПИ, 1989. – 32с.