- •Содержание
- •1 Тепловой расчет и тепловой баланс
- •Параметры рабочего тела
- •1.2 Параметры окружающей среды и остаточные газы
- •1.3 Температура и давление остаточных газов
- •1.4 Процесс впуска
- •1.5 Процесс сжатия
- •1.6 Процесс сгорания
- •1.7 Процесс расширения и выпуска
- •1.8 Индикаторные параметры рабочего цикла
- •1.9 Эффективные показатели двигателя
- •1.10 Основные параметры цилиндра и двигателя
- •1.11 Построение индикаторной диаграммы
- •1.12 Тепловой баланс двигателя внутреннего сгорания
- •2 Динамический расчет
- •2.1 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма
- •2.2 Удельные и полные силы инерции
- •Литература
1.7 Процесс расширения и выпуска
Средние показатели адиабаты k2 и политропы n2 сжатия. При работе на номинальном режиме можно с достаточной степенью точности принять показатель политропы сжатия приблизительно равным показателю адиабаты, который определяется по номограмме [1] k2=1,2492; n2=1,2482; ε= 9,6 и Т Z= 2910,453 К
Давление и температура в конце расширения
Проверка ранее принятой температуры остаточных газов
Погрешность расчета
ΔТr = 100(1066 – 1060)/1060 = 0,2 %.
1.8 Индикаторные параметры рабочего цикла
Теоретическое среднее индикаторное давление
Действительное среднее индикаторное давление
МПа,
где и=0,96 коэффициент полноты диаграммы [1]
Индикаторный КПД
Индикаторный удельный расход топлива
gi= 3600/(Huηi) = 3600/(44 • 0,3458) = 237 г/(кВт • ч)
1.9 Эффективные показатели двигателя
Среднее давление механических потерь
pм=0,034 + 0,0113
Ход поршня принимаем 78 мм при ηN =5800 мин-1
pм=0,034 + 0,0113•14,56=0,1985 МПа
Среднее эффективное давление и механический КПД
ре = рi – рм= 1,150 – 0,1985 = 0,9425 МПа
ηм =ре/рi = 0,9425/1,1414=0,826
Эффективный КПД и эффективный удельный расход топлива
ηе = ηi ηм = 0,3458 • 0,826 = 0,2856
gе= 3600/(Huηе) = 3600/(44 • 0,2856) = 286,93 г/(кВт • ч)
1.10 Основные параметры цилиндра и двигателя
Литраж двигателя
Vл = 30 Nе/(реп)=30 • 4 • 39/(0,9425 • 5400)=0,920 л
Рабочий объем цилиндра
Vh=Vл /i= 0,978/4 = 0,230 л.
Диаметр цилиндра
Окончательно принимаем D =62 мм и S= 78 мм.
По окончательно принятым значениям D и S определяются основные параметры и показатели двигателя:
Площадь поршня
Литраж двигателя
дм3.
Мощность двигателя
кВт
Литровая мощность
кВт/дм3.
Крутящий момент
Нм
Часовой расход топлива
GT = Nеge •10 -3= 11,16 кг/ч;
1.11 Построение индикаторной диаграммы
Масштабы диаграммы: масштаб хода поршня — Ms= 1 мм в мм; масштаб давлений — Мр=0,05 МПа в мм.
Приведенные величины рабочего объема цилиндра и объема камеры сгорания соответственно:
AB=S/MS= 78/1 = 78 мм; ОА = АВ/( )=78/(8,8 – 1) =10 мм.
Максимальная высота диаграммы (точки z) и положение точки z по оси абсцисс
pz/ Mp= 6,290/0,05 = 125,8 мм;
Ординаты характерных точек:
р0 /Мр=0,1/0,05 = 2 мм;
рr /Мр =0,118/0,05 = 2,4 мм; ра /Мр=0,085/0,05 = 1,7 мм;
pс /Mp=1,58/0,05 = 38мм; рb/Мр=0,4507/0,05 = 9 мм.
Построение политроп сжатия и расширения проводится графическим методом [1]
а) для луча ОС принимаем угол α = 15°;
б) tgβ1 = (1 + tgα) 1=(1+tg15°)1,376 – 1=0,386; β1 =21,1
в) используя лучи OD и ОС, строим политропу сжатия, начиная с точки с;
г) tgβ2 = (l+tgα) l = (l+tgl5°)1,2484 – 1 = 0,345; β2 = 19,03';
д) используя лучи ОЕ и ОС, строим политропу расширения, начиная с точки z.
Теоретическое среднее индикаторное давление
=F'MP /AB= 1725 • 0,05/78 = 1,106 МПа,
Что очень близко к величине = 1,1884 МПа, полученной в тепловом расчете (F' — площадь диаграммы aczba).
1.12 Тепловой баланс двигателя внутреннего сгорания
Внешний тепловой баланс двигателя
Теплота эквивалентная эффективной работе
Дж/с
Общее количество теплоты
Дж/с
Теплота, передаваемая охлаждающей среде
Дж/с
Теплота, потерянная с отработанными газами
Теплота, потерянная из-за хим. не полноты сгорания топлива
Дж/с
Неучтенные потери теплоты
Процентное соотношение потерь теплоты