5. Лабораторная работа № 3

«Определение основных параметров и размеров ДВС»

Цель работы: Ознакомление с порядком определения основных параметров и размеров ДВС, с их выбором и расчетом.

Раздел 1: Исходные данные и предпосылки.

1. Исходные данные – см. раздел 1 лабораторной работы № 1.

2. Рекомендации по унификации проектируемого двигателя с серийно выпускаемыми двигателями базовой модели 412 МЭ.

Основные размерные параметры базовой модели, рекомендуемые для унификации: - диаметр цилиндра D = 82 мм.,

- длина шатуна l_ш = 134 мм.

1.3. Содержание задачи.

Дальнейшая задача подготовки исходных данных для проектирования заключается в предварительном определении размеров цилиндров, их числа, рабочего хода λ = R/l_ш, необходимости применения наддува и оценки его давления. Это позволяет более обоснованно подойти к обеспечению заданной мощности и приемлемых износостойкости и теплонапряженности двигателя.

1.4. Теоретические предпосылки.

При предварительном определении основных параметров и размеров ДВС необходимо учесть следующее:

1.4.1. Последствия уменьшения отношения хода поршня к диаметру цилиндра S/D.

• Положительные последствия:

- снижается габаритная высота двигателя;

- за счет уменьшения средней скорости поршня уменьшаются механические потери мощности и скорость изнашивания деталей;

- улучшаются условия размещения клапанов и создаются предпосылки для увеличения их размеров;

- в связи с возможностью увеличения диаметров коренных и шатунных шеек и их перекрытия повышается жесткость коленчатого вала;

• Отрицательные последствия:

- увеличиваются габаритная длина двигателя и длина коленчатого вала;

- повышаются нагрузки на детали от давления газов и сил инерции;

- уменьшается высота камеры сгорания и ухудшается ее форма.

Целесообразно уменьшение S/D при повышении быстроходности двигателя.

1.4.2. Последствия увеличения λ = R/l_ш.

• Положительные последствия:

- уменьшается габаритная высота двигателя;

- уменьшаются массы двигателя и шатуна;

• Отрицательные последствия:

- повышается вероятность задевания шатуна за нижнюю кромку цилиндра (особенно при малых диаметрах последнего), в связи с чем приходится выполнять вырезы в нижней части цилиндров;

- увеличивается давление на стенку цилиндра, повышаются потери мощности на трение и ускоряется изнашивание цилиндров и поршней;

- возрастают силы инерции второго порядка, что способствует ускорению изнашивания деталей двигателя.

Раздел 2: Порядок выполнения работы.

2.1. Последовательность:

2.1.1. Выбор отношения хода поршня к диаметру цилиндра S/D;

2.1.2. Выбор диаметра цилиндра D;

2.1.3. Определение хода поршня S;

2.1.4. Определение средней скорости поршня C_m;

2.1.5. Определение литровой мощности N_eл;

2.1.6. Определение цилиндровой мощности N_ц;

2.1.7. Определение числа цилиндров i;

2.1.8. Выбор эффективного КПД η_e, коэффициента наполнения η_v, коэффициента избытка воздуха α.

2.1.9. Определение плотности воздуха ρ_к;

2.1.10. Выбор политропы сжатия в компрессоре n_к;

2.1.11. Определение требуемого давления p_к.

2.2. Результаты (см. табл. 2).

Таблица 2

№№ п/п	Обозначение параметра и единица измерения	Определение или выбор (формула, источник, обоснование)	Полученное значение
1	S/D
2	D, м
3	S, м
4	Cm, м/с	Cm = S*n/30
5	Neл, кВт/л
6	Nц, кВт
7	i
8	ηe
9	ηv
10	α
11	ρк, кг/см3	ρк ≈10* Neл*τ* α / ηe* ηv*n
12	nк
13	pк, МПа

2.3. Содержание отчета по лабораторной работе:

Раздел 1 – Исходные данные и задание.

Раздел 2 – Результаты работы (в форме таблицы или в произвольной форме со ссылкой на источники информации).

Раздел 3 – Перечень используемой литературы.