2. Розрахунок робочого циклу двигуна

Здійснюється вибір та обґрунтування вихідних даних до розрахунку, проводиться розрахунок процесу наповнення циліндру, стискання, згоряння, розширення, визначення індикаторних показників циклу, ефективних параметрів двигуна, середнього індикаторного тиску.

2.1 Вибір і обґрунтування вихідних данних до розрахунку

Дійсні процеси, здійснювані в робочому циліндрі, унаслідок складних взаємозв'язків між параметрами і фізичними явищами, а також через змінність об'єму циліндра дуже складні. Тому в розрахунках звичайно прибігають до визначених спрощень опису фізичних явищ, що дозволяє використовувати загальновідомі положення технічної термодинаміки.

Зміна параметрів у процесах циклу залежить як від конструктивних особливостей двигуна, наприклад, дійсного ступеня стиску, так і від параметрів у колекторах, що залежать від особливостей систем повітропостачання і газовідводу

Розрахунок власне циклу зводиться до визначення параметрів наприкінці відповідних процесів, починаючи з процесу наповнення; розрахунку параметрів, що характеризують цикл у цілому - індикаторних показників двигуна; побудові теоретичної індикаторної діаграми. Крім того, проводять розрахунок параметрів, що характеризують роботу двигуна в цілому - ефективних показників двигуна.

Цикл розраховується для номінального режиму роботи двигуна.

Для розрахунку робочого циклу необхідне знання ряду вихідних параметрів. Нижче приводяться зведення по основних вихідних параметрах до розрахунку циклу.

Вибір кількості вихідних даних залежить від прийнятої схеми розрахунку робочого циклу, а правильність прийнятих даних істотно впливає на точність кінцевих результатів розрахунку. .

2.1.1 Ефективна потужність двигуна N_е = 19620 кВт.

2.1.2 Частота обертання колінчастого вала n = 91 хв^-1.

2.1.3 Очікувана питома ефективна витрата палива g_е = 0,174 кг/(квт×год).

2.1.4 Діаметр циліндра D_ц = 0,70 м.

2.1.5 Хід поршня S = 2,80 м.

2.1.6 Ступінь стиску e. При призначенні ступеня стиску варто враховувати розміри циліндра (D_ц/S) і спосіб сумішоутворення. Приймаємо  = 14,5. 2.1.7 Коефіцієнт надлишку повітря a. Як і при виборі ступеня стиску, розмір надлишку повітря в значній мірі залежить від розмірів і способу сумішоутворення. Приймаємо a = 2,5.

2.1.8 Коефіцієнт залишкових газів g_Г. На підставі аналізу численних дослідних даних приймаємо g_Г = 0,05.

2.1.9 Температура залишкових газів Т_Г При виборі цієї величини варто орієнтуватися на такі значення Т_Г = 600¼900 К. Приймаємо Т_Г = 600 К.

2.1.10 Температура навколишнього повітря Т₀. В усіх випадках варто приймати Т₀ = 293 К (стандартні атмосферні умови) і тільки в особливих випадках приймають температуру машинного відділення.

2.1.11 Тиск навколишнього повітря Р_О. В усіх випадках варто приймати Р_О = 0,101 МПа (стандартні атмосферні умови).

2.1.12 Збільшення температури повітря при переході з наддувного колектора в циліндр DТ_а. Приймаємо DТ_а = 5 , як для ДВЗ із наддуванням. 2.1.13 Коефіцієнт зміни тиску при переході повітря з наддувного колектора в циліндр К_а. Приймаємо для МОД К_а = 1. 2.1.14 Коефіцієнт наповнення циліндра h_Н. Для 2-тактних двигунів приймаємо h_Н = 0.86.

2.1.15 Показник політропи стиску n₁. Ця величина надалі уточнюється, тому для організації розрахункової схеми циклу варто прийняти n₁ = 1,35.

2.1.16 Коефіцієнт використання теплоти в точці z, x_Z. Ця величина змінюється в широких межах і залежить від ступеня досконалості двигуна. Приймаємо x_Z = 0,92 як для нової моделі МОД.

2.1.17 Коефіцієнт використання теплоти в точці b, x_b. Ця величина знаходиться таким же шляхом, як і попередня. Приймаємо x_b = 0,96.

2.1.18 Ступінь підвищення тиску в циліндрі l. Приймаємо l = 1,2.

2.1.19 Найбільша температура газів Т_Z. У першому наближенні слід прийняти Т_Z = 2000 K. Далі ця величина буде уточнюватися.

2.1.20 Показник політропи стиску n₂. У першому наближені слід прийняти n₂ = 1,257. Далі ця величина буде уточнюватися.

2.1.21 Температура в циліндрі наприкінці процесу розширення Т_В. У першому наближенні слід прийняти Т_В = 1000 К. Далі ця величина буде уточнюватися.

2.1.22 Частка втраченого ходу y_S =0,08.

2.1.23 Коефіцієнт скруглення індикаторної діаграми j_СКР. Приймаємо j_СКР = 0,98.

2.1.24 Механічний ККД двигуна h_М. Приймаємо h_М = 0,95. 2.1.25 Хімічний склад палива. У більшості випадків розрахунки ведуться на паливо середнього складу 

С = 0,866 кг - кількість вуглецю;

Н = 0,13 кг - кількість водню;

S = 0 кг - кількість сірки;

О = 0,004 кг - кількість кисню;

W = 0 кг - кількість вологи.

2.1.26 Коефіцієнт тактності z = 1 для 2-х тактних двигунів.