Средний показатель адиабаты расширения К2 определяется по номограмме рис. 4.8 при заданном е для соответствующих значений б и Tz, а средний показатель политропы расширения n2, оценивается по величине среднего показателя адиабаты:
е = 10,3; б = 0,96; Tz = 2825 К; К2 = 1,2528; n2 = 1,252.
Давление и температура в конце процесса расширения:
Рв = Pz/ еn2 и Тв = Tz/ еn2-1:
Рв = 7,9635/10,31,252 = 0,4296 МПа, Тв = 2825/10,31,252-1 = 1570 К;
Проверка ранее принятой температуры остаточных газов:
К;
Д Тr = ,
Где Д Тr - погрешность расчета - 4,6 % допустимая погрешность.
параметры | Процесс расширения и выпуска. | ||||
n, мин-1 | 1000 | 3200 | 6000 | 6300 | |
К2 | 1,2588 | 1,2519 | 1,2529 | 1,2531 | |
n2 | 1,258 | 1,251 | 1,252 | 1,253 | |
Рв , МПа | 0,4573 | 0,4944 | 0,4296 | 0,4144 | |
Тв , К | 1426 | 1624 | 1570 | 1542 | |
Тr , K | 871 | 977 | 1021 | 1019 | |
Д Тr , % | 3,25 | 3,24 | 4,60 | 5,64 |
Индикаторные параметры рабочего цикла.
Теоретическое среднее индикаторное давление:
МПа.
МПа.
Среднее индикаторное давление:
pi = цu* Рj , = 0,96*1,1588 = 1,1124 МПа.
Где цu = 0,96 - коэффициент полноты индикаторной диаграммы.
Индикаторный КПД и индикаторный удельный расход топлива:
г/кВт. Ч
Эффективные показатели двигателя.
Среднее давление механических потерь для бензиновых двигателей с числом цилиндров до шести и отношением S/D?1.
Pм = 0,034 + 0,0113* Vп.ср МПа.
Для нашего карбюраторного двигателя, предварительно приняв ход поршня S равным 78 мм., получим значение средней скорости поршня:
м/с.
Тогда: Pм = 0,034 + 0,0113*15,6 = 0,2103 МПа.
Среднее эффективное давление и механический КПД:
Ре = Рj - Рм = 1,1124 - 0,2103 = 0,9021 МПа.
зм = .
Эффективный КПД и эффективный удельный расход топлива:
зе = зj * зм = 0,3388 * 0,811 = 0,2748
gе = г/кВт.ч.
параметры | Индикаторные и эффективные параметры двигателя. | ||||
n, мин-1 | 1000 | 3200 | 6000 | 6300 | |
Рj , , МПа | 1,2115 | 1,3415 | 1,1588 | 1,1138 | |
Рj , МПа | 1,1630 | 1,2879 | 1,1124 | 1,0693 | |
зj | 0,3292 | 0,3845 | 0,3388 | 0,3288 | |
gj , г/кВт.ч | 249 | 213 | 242 | 249 | |
Vп.ср , м/с | 2,6 | 8,32 | 15,6 | 16,38 | |
Рм , МПа | 0,0634 | 0,1280 | 0,2103 | 0,2191 | |
Ре , МПа | 1,0997 | 1,1599 | 0,9021 | 0,8502 | |
зм | 0,9455 | 0,9006 | 0,811 | 0,7951 | |
зе | 0,3113 | 0,3463 | 0,2748 | 0,2614 | |
gе , г/кВт.ч | 263 | 237 | 298 | 313 |
Основные параметры двигателя.
Литраж двигателя:
дм3.
Рабочий объем одного цилиндра:
дм3.
Диаметр цилиндра. Так как ход поршня предварительно был принят S = 78 мм, то:
мм.
Окончательно принимается D = 88 мм, S = 78 мм.
Площадь поршня:
дм.
Литраж двигателя:
дм3..
Мощность двигателя:
Nе = кВт.
Литровая мощность двигателя:
Nл = кВт/л.
Крутящий момент:
Ме = Н*М.
Часовой расход топлива:
GT = Nе * gе * 10-3 = 86 * 298* 10-3 = 25,5 кг/ч.
параметры | Основные параметры и показатели двигателя. | ||||
n, мин-1 | 1000 | 3200 | 6000 | 6300 | |
Fп , дм2 | 0,61 1,9 45,1 | ||||
Vл , л | |||||
Nл , кВт/л | |||||
Nе , кВт | 17,38 | 58,66 | 86 | 84,66 | |
Ме , Н*М | 166,06 | 175,15 | 136,23 | 128,39 | |
GT , кг/ч | 4,57 | 13,88 | 25,51 | 26,53 |
Построение индикаторных диаграмм.
Определяем объем камеры сгорания:
Vc = дм3.
Находим полный объем цилиндра:
Vа = Vc + Vh = 0,05 + 0,4822 = 0,534
Рассчитанные точки:
ВМТ: Pr = 0,118 Mpa; Рс = 2,1036 МПа; Pz = 7,9635 МПа.
НМТ: Ра = 0,085 Mpa; Рв = 0,4296 МПа.
Задаваясь различными углами ц поворота коленчатого вала, определяем положение поршня по формуле:
х =
Задаем л = 0,285
Затем при этих углах ц находим текущий объем над поршневого пространства:
Vх = Vc + хFп.
Определяем давление на линии сжатия и расширения при выбранных углах поворота коленчатого вала:
;
;
Результаты расчета приведены в таблице № 1.
Таблица № 1.
№ | цє | х, дм. | Vх , дм3 | |||
1 | 0 | 0 | 0,05185 | 0,118/0,085 | 0,1015 | |
2 | 10 | 0,0076 | 0,056486468 | 0,085 | 0,093 | |
3 | 20 | 0,03002 | 0,07016276 | 0,085 | 0,085 | |
4 | 30 | 0,06614 | 0,092197744 | 0,085 | 0,085 | |
5 | 40 | 0,1142 | 0,121515 | 0,085 | 0,085 | |
6 | 50 | 0,17192 | 0,156724604 | 0,085 | 0,085 | |
7 | 60 | 0,23668 | 0,196225563 | 0,085 | 0,085 | |
8 | 70 | 0,30568 | 0,238318523 | 0,085 | 0,085 | |
9 | 80 | 0,37617 | 0,281317616 | 0,085 | 0,085 | |
10 | 90 | 0,44557 | 0,32365075 | 0,085 | 0,085 | |
11 | 100 | 0,51162 | 0,363939419 | 0,085 | 0,085 | |
12 | 110 | 0,57246 | 0,401051708 | 0,085 | 0,085 | |
13 | 120 | 0,62668 | 0,434125563 | 0,085 | 0,085 | |
14 | 130 | 0,67329 | 0,462562949 | 0,085 | 0,085 | |
15 | 140 | 0,71171 | 0,485998946 | 0,085 | 0,085 | |
16 | 150 | 0,74164 | 0,504252631 | 0,085 | 0,085 | |
17 | 160 | 0,76289 | 0,517268509 | 0,085 | 0,085 | |
18 | 170 | 0,77575 | 0,525057997 | 0,085 | 0,085 | |
19 | 180 | 0,78 | 0,52765 | 0,085/0,4296 | 0,085 | |
20 | 190 | 0,77575 | 0,525057997 | 0,087011 | 0,087011 | |
21 | 200 | 0,76298 | 0,517268509 | 0,08882 | 0,08882 | |
22 | 210 | 0,74164 | 0,504252631 | 0,091989 | 0,091989 | |
23 | 220 | 0,71171 | 0,485998946 | 0,096777 | 0,096777 | |
24 | 230 | 0,67329 | 0,462562949 | 0,103587 | 0,103587 | |
25 | 240 | 0,62668 | 0,434125563 | 0,113038 | 0,113038 | |
26 | 250 | 0,57246 | 0,401051708 | 0,12606 | 0,12606 | |
27 | 260 | 0,51162 | 0,363939419 | 0,144081 | 0,144081 | |
28 | 270 | 0,44557 | 0,32365075 | 0,169323 | 0,169323 | |
29 | 280 | 0,37617 | 0,281317616 | 0,205346 | 0,205346 | |
30 | 290 | 0,30568 | 0,238318523 | 0,257996 | 0,257996 | |
31 | 300 | 0,23668 | 0,196225563 | 0,337093 | 0,337093 | |
32 | 310 | 0,17192 | 0,156724604 | 0,459275 | 0,459275 | |
33 | 320 | 0,1142 | 0,121515 | 0,651825 | 0,651825 | |
34 | 330 | 0,06614 | 0,092197744 | 0,953074 | 0,953074 | |
35 | 340 | 0,03002 | 0,07016276 | 1,387839 | 1,387839 | |
36 | 350 | 0,0076 | 0,056486468 | 1,870278 | 1,965 | |
37 | 360 | 0 | 0,05185 | 2,1042/7,964 | 2,5243 | |
38 | 370 | 0,0076 | 0,056486468 | 7,154373 | 6,769 | |
39 | 380 | 0,03002 | 0,07016276 | 5,453565 | 5,453565 | |
40 | 390 | 0,06614 | 0,092197744 | 3,874148 | 3,874148 | |
41 | 400 | 0,1142 | 0,121515 | 2,741886 | 2,741886 | |
42 | 410 | 0,17192 | 0,156724604 | 1,993858 | 1,993858 | |
43 | 420 | 0,23668 | 0,196225563 | 1,50479 | 1,50479 | |
44 | 430 | 0,30568 | 0,238318523 | 1,179789 | 1,179789 | |
45 | 440 | 0,37617 | 0,281317616 | 0,958543 | 0,958543 | |
46 | 450 | 0,44557 | 0,32365075 | 0,804248 | 0,804248 | |
47 | 460 | 0,51162 | 0,363939419 | 0,694381 | 0,694381 | |
48 | 470 | 0,57246 | 0,401051708 | 0,614892 | 0,614892 | |
49 | 480 | 0,62668 | 0,434125563 | 0,556816 | 0,556816 | |
50 | 490 | 0,67329 | 0,462562949 | 0,514295 | 0,501 | |
51 | 500 | 0,71171 | 0,485998946 | 0,483436 | 0,473 | |
52 | 510 | 0,74164 | 0,504252631 | 0,461626 | 0,427 | |
53 | 520 | 0,76298 | 0,517268509 | 0,44713 | 0,395 | |
54 | 530 | 0,77575 | 0,525057997 | 0,43884 | 0,360 | |
55 | 540 | 0,78 | 0,52765 | 0,436143 | 0,3349 | |
56 | 550 | 0,77575 | 0,525057997 | 0,118 | 0,297 | |
57 | 560 | 0,76298 | 0,517268509 | 0,118 | 0,252 | |
58 | 570 | 0,74164 | 0,504252631 | 0,118 | 0,215 | |
59 | 580 | 0,71171 | 0,485998946 | 0,118 | 0,185 | |
60 | 590 | 0,67329 | 0,462562949 | 0,118 | 0,146 | |
61 | 600 | 0,62668 | 0,434125563 | 0,118 | 0,118 | |
62 | 610 | 0,57246 | 0,401051708 | 0,118 | 0,118 | |
63 | 620 | 0,51162 | 0,363939419 | 0,118 | 0,118 | |
64 | 630 | 0,44557 | 0,32365075 | 0,118 | 0,118 | |
65 | 640 | 0,37617 | 0,281317616 | 0,118 | 0,118 | |
66 | 650 | 0,30568 | 0,238318523 | 0,118 | 0,118 | |
67 | 660 | 0,23668 | 0,196225563 | 0,118 | 0,118 | |
68 | 670 | 0,17192 | 0,156724604 | 0,118 | 0,118 | |
69 | 680 | 0,1142 | 0,121515 | 0,118 | 0,118 | |
70 | 690 | 0,06614 | 0,092197744 | 0,118 | 0,118 | |
71 | 700 | 0,03002 | 0,07016276 | 0,118 | 0,118 | |
72 | 710 | 0,0076 | 0,056486468 | 0,118 | 0,1098 | |
73 | 720 | 0 | 0,05185 | 0,118/0,085 | 0,1015 |
Скругление индикаторной диаграммы.
Учитывая быстроходность рассчитываемого двигателя, устанавливаем следующие фазы газораспределения:
Начало ( точка r,) - 20є до ВМТ; окончание (точка а,,) - 60є после НМТ.
Начало ( точка b,) - 60є до НМТ; окончание (точка а,) - 20є после ВМТ.
Угол опережения зажигания принимаем 30є (точка с,), продолжительность периода задержки воспламенения - Дц = 10є , отсюда 30 - 10 = 20є( точка f)
Поло?ение точки с,, определяем из выражения:
РС,, = (1,15...1,25)рс = 1,2*2,1036 = 2,5243 МПа.
Действительное давление сгорания:
Pzд = 0,85* pz = 0,85*7,9635 = 6,769 МПа.
Принято считать, что это давление достигает через 10є после ВМТ.
Нарастание давления от точки с,, до точки z составит Др/Дц = 0,417, что означает плавную работу двигателя.
Результаты расчета положения характерных точек приведены в таблице № 2.
Таблица № 2
Обозначение | Положение | цє | х, дм. | Vх , дм3 | ||
r | 20єдо ВМТ | 700 | 0,03002 | 0,064158576 | 0,118 | |
r | 20є после ВМТ | 20 | 0,03002 | 0,064158576 | 0,085 | |
a | 60є после НМТ | 240 | 0,62668 | 0,434125563 | 0,113038 | |
f | 30єдо ВМТ | 330 | 0,06614 | 0,078968975 | 1,179456 | |
c | 20єдо ВМТ | 340 | 0,03002 | 0,064158576 | 1,569637 | |
r | ВМТ | 360 | 0 | 0,05185 | 0,1015 | |
c | ВМТ | 360 | 0 | 0,05185 | 2,5243 | |
zд | 10є после ВМТ | 370 | 0,0076 | 0,054966315 | 6,769 | |
b | 60єдо НМТ | 480 | 0,62668 | 0,434125563 | 0,556816 | |
b'' | НМТ | 540 | 0,78 | 0,52765 | 0,334927 |
Список используемой литературы.
1. А.И. Колчин, В.П. Демидов «Расчет автомобильных и тракторных двигателей» М.: Высшая школа, 2002 год.
Страницы: 1, 2