1.2. Индикаторные и эффективные показатели рабочего цикла
1.2.1. Средне индикаторное давление вычисляется по формуле:
(26)
где – коэффициент полноты индикаторной диаграммы, = 0,97…0,99 (4-тактные двигатели); 0,96…1,00 (2-тактные двигатели).
Если в 2-тактных двигателях среднее индикаторное давление определялось по формуле (26) для действительной степени сжатия, его необходимо пересчитать на полный ход поршня:
(27)
где – коэффициент потери хода поршня, представляющий отношение потерянной его части за счет открытия газораспределительных органов ко всему ходу поршня S.
Для контурных и прямоточно-клапанных продувок можно принять: = 0,00…0,00. Для прямоточно-щелевых продувок = 0,00…0,00.
1.2.2. Среднее эффективное давление:
–
для 4-тактных и
2-тактных двигателей, отнесенное к
полезному ходу поршня:
(28)
– для 2-тактных, отнесенное к полному ходу поршня:
(29)
где мех – механический кпд двигателя, который принимается по опытным данным двигателя-прототипа. Для 4-тактных двигателей мех =0,8…0,92; для 2-тактных мех = 0,75…0,9.
1
.2.3.
Рабочий объем двигателя при заданной
эффективной мощности вычисляется по
формуле:
(30)
где Ne – эффективная мощность двигателя;
n – частота вращения коленчатого вала;
i – число цилиндров;
– тактность двигателя.
1.2.4. Коэффициенты полезного действия и удельные расходы топлива:
– индикаторные кпд двигателя и удельный расход топлива:
(31)
(32)
– эффективные кпд и удельный расход топлива:
(33)
(34)
2. Основные размеры двигателя
2.1. Диаметр цилиндра определяется по формуле:
(35)
Рекомендуется следующий порядок решения задачи:
– принимается значение S/D. Для тепловозных двигателей это отношение изменяется в пределах S/D = 1,0…1,3, причем нижний предел характерен для 4-тактных, верхний – для 2-тактных двигателей. При выборе отношения S/D необходимо ориентироваться на значение этого отношения у двигателя-прототипа;
– по формуле (35) определяется диаметр цилиндра. При этом необходимо помнить, что для двигателей с прямоточно-щелевой продувкой (семейства Д100) объем цилиндра Vh по формуле (30) получен для двух рабочих полостей между верхним и нижним поршнями и поэтому при определении D по выражению (35) необходимо подставлять Vh/2;
–
по выбранному
значению S/D
определяется
ход поршня:
(36)
Если диаметр цилиндра и ход поршня «округляются» до ближайшего целого числа, то необходимо уточнить значение Vh;
– по полученным значениям D, S и по заданному числу цилиндров i определяем основные габаритные размеры двигателя [8].
2.2. Длина дизеля:
(37)
где к =i – для рядных двигателей; к = 0,5 i –для V-образных;
С = 1…1,5 м – удлинение двигателя за счет размещения вспомогательных агрегатов и оборудования дизеля.
2.3. Ширина двигателя:
(38)
где А = 3,5…5,0 – для рядных двигателей; 5,0…7,0 – для V-образных.
2.4. Высота двигателя:
(39)
где а = 6,0…8,0 – для рядных двигателей; 5,0…7,0 – для V-образных; 10…12,5 – для двигателей с противоположно движущимися поршнями.
2.5. Высота двигателя от оси коленчатого вала:
(40)