Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский государственный университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Метод.указан.для К.Р.по ДВС 2010.doc

Скачиваний:

Добавлен:

01.05.2019

Размер:

2.34 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 137 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

6. Расчёт основных размеров рабочего цилиндра

6.1. Определяем среднюю скорость поршня.

, м/с (33)

Для определения диаметра цилиндра в соответствии с требованиями ГОСТа, производим подсчет нескольких вариантов при постоянном значении р_е. Подсчет удобно производить в табличной форме. Приведем конкретный цифровой пример. Предположим, что было принято р_е = 0,54 МН/м² и т - 1,45. В этом случае таблица вариантов может иметь следующий вид.

Таблица 2

№ варианта

р_е (МН/м²)

D (мм)

S (мм)

С_т (м/сек)

0,54

1,45

1,50

1,60

344

340

330

500

510

528

5,0

5,1

5,3

В соответствии с ГОСТ 4393-70 примем второй вариант, в котором диаметр цилиндра и ход поршня имеют округленные значения.

Размеры диаметров по ГОСТ 4393-70: D = 60, 65, 70, 75, 85, 95, 105, 120, 130, 135, 165, 170, 180, 190, 200, 210, 230, 240, 250, 275, 300, 310, 340, 360, 390, 430, 470, 500, 530, 600, 660, 740 и 840 мм.

6.2. При средней скорости поршня С_m = м/с ,

и при частоте вращения n = мин^-1, ход поршня:

, м (34)

6.3. Диаметр цилиндра определяют из формулы эффективной мощности, кВт:

, (35)

откуда

, м (36)

В соответствии с ГОСТ 4393-70 принимаем D = ≈ м.

6.4. Погрешность вычисления диаметра составляет

, (37)

Полученные данные соответствуют прототипу двигателя:

II этап

7. Построение расчетной теоретической индикаторной диаграммы

7.1. Построение следует начинать с выбора масштабов давлений и объемов. Принимаем, что полный объем цилиндра будет равен :

V_a= V_s+ V_c= A , мм (38)

Для удобства дальнейших графических построений (имея в виду предложенные в требованиях к оформлению пояснительной записки форматы листов) целесообразно принять А=200 мм и отложить эту величину по оси абсцисс (рис.1). За длину диаграммы принимается отрезок, равный S.

Для нахождения граничных точек диаграммы задаемся масштабом давлений 1 МН/м² = b мм. По указанным выше соображениям, при МН/м²рекомендуется принять b = 30 мм.

7.2. Принимаем V_s=200 мм, а масштаб ординат m = 1 МН/м² = 20÷30 мм. Поэтому высота диаграммы будет 100÷250 мм. Отношение длины диаграммы и ее высоты должно соответствовать рекомендуемому значению.

7.3. Объем камеры сжатия определится из выражения

, мм (39)

7.4. Так как степень сжатия ε = , то

, мм (40)

7.5. Тогда , мм (41)

7.6. Для определения положения точки z необходимо воспользоваться соотношением , откуда мм. При степени предварительного расширения ρ = имеем: , мм (42)

7.7. Откладываем по оси абсцисс значения V_c, V_s, V_z.

Определение остальных точек понятно из чертежа (Рисунок 1) и дополнительных пояснений не требует. После определения положения всех точек, представляется возможным прочертить изохоры cz′, ba и изобару z'z. Атмосферную линию наносим на 0,1 МН/м² = 26,92 мм выше оси абсцисс.

7.8. Ординаты величин P_a, P_c, P_z, P_b в масштабе следующие:

P_a = 0,091 · 26,92 = 2,44 мм,

P_c = 3,01 · 26,92 = 81,03 мм,

P_z = 5,2 · 26,92 = 140 мм,

P_b = 0,291 · 26,92 = 7,84 мм.

По полученным значениям наносим на диаграмму точки a, с, z', z, и b, проводим линии горения cz', z'z и свободного выпуска ba.

Рис. 1. Построение расчетной индикаторной диаграммы 4-х тактного ДВС.

7.9. Для построения политропы сжатия воспользуемся ее уравнением в виде

, (43)

откуда , МН/м² (44)

Рекомендуется подставлять десять промежуточных значений V, разделив весь объем V_а на десять равных частей. В этом случае вычисление ординат р значительно упрощается. Придавая величине V различные значения в пределах от V =V_а до V=V_c и умножая на масштаб b, получим ряд соответствующих ординат давлений, которые соединяем плавной кривой.

7.10. Принимаем промежуточные значения объёмов в таком порядке:

0,9 V_a = 0,9 · мм,

0,8 V_a = 0,8 · мм,

0,7 V_a = 0,7 · мм,

0,6 V_a = 0,6 · мм,

0,5 V_a = 0,5 · мм,

0,4 V_a = 0,4 · мм,

0,3 V_a = 0,3 · мм,

0,2 V_a = 0,2 · мм,

0,15 V_a = 0,15 · мм,

0,1 V_a = 0,1 · мм.

Наносим эти значения на ось абсцисс.

7.11. Определяем промежуточные значения Р' для каждой части объёма по уравнению: , мм (45)

Таблица 3

Тогда при	мм	V = 0,5 V_a
V = 1 V_a		V = 0,4 V_a
V = 0,9 V_a		V = 0,3 V_a
V = 0,8 V_a		V = 0,2 V_a
V = 0,7 V_a		V = 0,15 V_a
V = 0,6 V_a		V = 0,1 V_a

Отложив ординаты Р' вверх из соответствующих делений, находим точки, через которые проводим политропу сжатия.

7.12. Построение линии расширения производится аналогично. Из уравнения политропы расширения имеем

, (46)

откуда , МН/м² (47)

Величине V следует придавать те же значения, что и в первом случае. Для построения политропы расширения принимаем промежуточные значения объёмов в таком чередовании:

мм,

мм.

и далее:

0,3 V_a;

0,4 V_a;

0,5 V_a;

0,6 V_a;

0,7 V_a;

0,8 V_a;

0,9 V_a;

1 V_a.

7.13. Определяем промежуточные значения P'' для принятых частей объёма по уравнению: , (48)

Таблица 4

Тогда при	Мм	V = 0,5 V_a
V = 1 V_a		V = 0,4 V_a
V = 0,9 V_a		V = 0,3 V_a
V = 0,8 V_a		V = 0,21 V_a
V = 0,7 V_a		V = 0,16 V_a
V = 0,6 V_a		V = 0,132 V_a

По полученным ординатам строим кривую расширения. Общий вид диаграммы представлен на рис. 2.

Масштаб: Va=200 мм 1 МН/м²=3мм

Рис. 2. Индикаторная диаграмма расчетного цикла

7.14. Давление выпуска в масштабе

P_r' = P_r m , мм (49)

Отложив ординату величины P_r', проводим линию выпуска.

7.15. Проверяем погрешность построения диаграммы. Перенеся диаграмму на миллиметровую бумагу планиметрируем площадь acz'zba диаграммы и, вычисляем площадь полезной работы: f = мм².

7.16. Определяем среднее индикаторное давление по формуле

, МН/м² (50)