4. Процесс расширения

4.1. Степень предварительного расши­рения

, (72)

ρ .

4.2. Степень последующего расширения

, (73)

4.3. Давление в конце расширения (в точке b)

, Па (74)

Па,

где n₂ =1,283 – показатель политропы расширения (принято).

4.4. Температура в конце расширения

, К (75)

К.

5. Параметры газа в выпускном тракте

5.1. Среднее давление газов за выпускными органами цилиндров

, МПа (76)

p_r = 0,198∙0,88 = 0,174 МПа,

где ζ_п = 0,88 – коэффициент потери давления при продувке во впускных и выпускных органах (при­нято).

5.2. Среднее давление газов перед турбиной

, МПа (77)

p_т = 0,174∙0,98 = 0,17 МПа,

где ζ_r = 0,98 – коэффициент потери давления в вы­пускном тракте от цилиндра до турбины (принято).

5.3. Средняя температура газов перед турбиной

, K (78)

T_r = 694 K

где q_г = 0,45 – относительная потеря теплоты с выпускными газами перед турбиной (принято);

φ_а = 1,6 – коэффициент продувки (принято);

G_о – масса воздуха, теоретически необходимая для полного сгорания 1 кг топлива, равная μ_вL_о=28,97∙0,487=14,1 кг/кг. Здесь μ_в=28,97 кг/кмоль – масса 1 кмоля воздуха;

С^r_рm = 1.05 (принято).

6. Энергетические и экономические показатели

6.1. Среднее ин­дикаторное давление теоретического (расчетного) цикла, от­несенное к полезному ходу поршня,

, МПа (79)

= 1,33 МПа.

6.2. Среднее индикаторное давление теоретического цикла, отнесенное к полному ходу поршня,

, МПа (80)

p`_it = 1,33∙0,91 = 1,21 МПа,

где Ψ_s = 0,09 – относительный по­терянный на газообмен ход поршня (принято).

6.3. Среднее индикаторное давление предполагаемого дейст­вительного цикла

, МПа (81)

p_i = 1,17 МПа,

где φ = 0,97 – коэффициент скругления индикаторной диа­граммы (принято).

6.4. Индикаторная мощность, развиваемая в цилиндре,

, кВт (82)

N_iц = 2402 кВт.

6.5. Среднее эффективное давление

, МПа (83)

p_e = 1,17∙0,9 = 1,053 МПа,

где η_м = 0,9 – механический КПД двигателя (принято).

6.6. Эффективная мощность

, кВт (84)

N_eц = 2402∙0,9 = 2162 кВт.

6.7. Удельный индикаторный расход топлива

, кг/(кВт∙ч) (85)

g_i =0,196 кг/(кВт∙ч).

6.8. Удельный эффективный расход топлива

, кг/(кВт∙ч) (86)

кг/(кВт∙ч).

6.9. Часовой расход топлива

, кг/ч (87)

G_T.ц.= 0, 217∙2162 = 469 кг/ч.

6.10. Цикловая подача топлива

, г/цикл (88)

кг/цикл.

6.11. Индикаторный КПД

, (89)

6.12. Эффективный КПД

, (90)

η_е = 0,443∙0,9 = 0,399.

II этап

7. Построение индикаторной диаграммы

7.1. Принимаем объем цилиндра V_а в масштабе, равном отрезку A=120 мм. Тогда

V_с = V`_z = V_a/ , мм (91)

V_с = 120/13,5 = 8,9 мм;

V_z =V_с∙ρ , мм (92)

V_z = 8,9∙1,735 = 15,4 мм;

, мм (93)

V`_s = 122,1 мм.

7.2. На оси абсцисс откладываем найденные объемы, (отрезки в миллиметрах).

7.3. Определяем масштаб ординат:

т=B/р_z , мм/МПа (94)

m = 80/8,16 = 9,8 мм/МПа,

где В – длина отрезка принята рав­ной A/1,5= 120/1,5=80 мм.

7.4. Определяем промежуточные объемы и соответствующие им давления сжатия и расшире­ния. Расчет выполняем в табличной форме.

Таблица 5

l = va/vx	vх = vа/l мм	Политропа сжатия	Политропа Расширения
		px1=ра(va/vx)n1m , мм	рх2=рb(vа/vх)n2m , мм
1,00	120(va)	1,88(pa)	5,75(pb)
1,25	96	2,556	7,66
1,50	80	3,28	9,67
1,75	68,6	4,05	11,8
2,00	60	4,87	14,0
2,50	48	6,62	18,6
3,00	40	8,5	23,55
4,00	30	12,6	34,0
5,00	24	17,14	45,35
7,0	17,1	27,2	69,84
7,78()	15,42(vz)	-	80,0(pz)
9,0	13,3	38,4	-
11	10,9	50,6	-
13,5()	8,9(vc)	67,0(pc)	-

По данным таблицы наносим на диаграмму характерные точки, проводим линии с-z', z'-z, b-а, а-а' и строим по­литропы сжатия и расширения. Построенная диаграмма яв­ляется теоретической (рис. 3). Для построения предполагае­мой индикаторной диаграммы скругляем углы теоретической диаграммы в точках с, z' и z. Действительный процесс выпу­ска начинается в точке b', положение которой на диаграмме определяется с помощью диаграммы Брикса.

Риcунок 3. Теоретическая и предполагаемая индикатор­ные диаграммы дизеля «Бурмейстер и Вайн» К90GF

7.5. Радиус кривошипа в масштабе чертежа

R = S/2 = V_s/2 , мм (95)

R = 122/2 = 61 мм.

7.6. Поправка Брикса

00' = R²/(2L) = λ(R/2) , мм (96)

00' = 0,25(61/2) = 7,6 мм,

где λ=0,25 – постоянная КШМ (принято).

7.7. Угол φ_b начала открытия выпускного клапана принят 90° п.к.в. до НМТ.

7.8. Из точки 0' с помощью транспортира откладываем угол φ_b, проводим вертикаль до пересечения с кривой расшире­ния и находим положение точки b'. Точки b' и а' соединяем кривой.

Для проверки правильности построения полученной предполагаемой индикаторной диаграммы планиметрированием определяем ее площадь. Площадь диаграммы.Fi =1436 мм.

Среднее индикаторное давление р_i = Fi/(v`∙m) = 1436/(122,1∙9,8) = 1.20 МПа.

Среднее индикаторное давление, найденное аналитически, равно 1,17 МПа. Погрешность построения составляет (1,20-1,17)/1,17∙100 = 2,5%, что допустимо.