1.3. Процес стискання.
;
Мпа.
;
=1,335
1,415
Приймаємо = 1,36;
.
1.4. Процес згоряння.
Ціллю розрахунку процесу згоряння є визначення температури і тиску в кінці видимого згоряння.
Для двигунів, працюючих за циклом з підводом тепла при V=const, рівняння згоряння має вигляд:
,
де
- середня мольна теплоємність робочої
суміші в кінці процесу стиску;
-
середня мольна теплоємність продуктів
згоряння.
.
Приймаємо
.
=
;
=
,
де
=
,
.
Приймаємо
за таблицею 2
=27,7.
=
=
[0.0492(39.1+0.034
)+0.0221(22.49+0.0014
)+0.0623(26.67+0.004
)+
+0.01(23.72+0.0016 )+0.348(21.95+0.0015 )]=24.32+0.002 .
;
65763+10571=25,8
+0,0021
;
0,0021 +25,8 -76334=0;
=
.
МПа.
Ступінь підвищення тиску:
.
1.5. Процес розширення.
Для двигунів, працюючих по циклах з підводом теплоти при сталому об’ємі:
;
Мпа,
де
;
Приймаємо
;
.
1.6. Індикаторні параметри робочого циклу.
Для карбюраторних двигунів, що працюють за циклом підводу тепла при сталому об’ємі, теоретичний середній тиск:
;
Мпа.
Середній
індикаторний тиск
відрізняється
від
на
коефіцієнт повноти діаграми:
;
=0,94...0,97.
Приймаємо
=
0,95.
Мпа.
Індикаторна потужність:
,
де
- робочий об’єм одного циліндра (дм),
-
кількість циліндрів,
-
частота обертання колінчатого вала,
-
тактність двигуна.
кВт.
Індикаторний ККД:
;
,
де
=
44 МДж/кг.
При відомому значення індикаторного ККД , індикаторна питома витрата рідкого палива:
;
кг/(кВт год).
1.7. Ефективні показники двигуна.
При визначенні ефективних показників механічні утрати, що характеризуються наступними співвідношеннями:
Для
карбюраторних двигунів з кількістю
циліндрів до 6 і відношенням ходу поршня
до діаметру циліндра
:
,
де
- середня швидкість поршня;
= 9...15. Приймаємо
=12
м/с
.
В
розрахунках середній ефективний тиск
визначається по середньому індикаторному
тиску:
;
.
Механічний
ККД:
;
.
Ефективна потужність може бути визначена за індикаторною потужністю через механічний ККД:
=55,89121
кВт;
Ефективний ККД двигуна:
;
.
Питома ефективна витрата рідкого палива:
;
кг/(кВт год);
1.8. Основні розміри циліндрів двигуна.
За ефективною потужністю, частотою обертання колінчастого вала та ефективним тиском визначається літраж (л) двигуна:
;
= 4,115873
(л).
Робочий об”єм одного циліндра, (л):
;
0.68598
(л).
Примаємо
відношення
0,8
Діаметр циліндра:
;
104 = 104мм.
Хід поршня:
;
84
= 84мм;
Літраж двигуна:
;
4,28
(л).
Ефективна потужність:
;
114,4242 (кВт)
Годинна
витрата палива (кг/год):
;
15,01424
кг/год.
Середня швидкість поршня:
;
12.1
м/с.
Похибка:
;
1,111
%.
1.9. Побудова індикаторної діаграми.
Індикаторна діаграма двигуна внутрішнього згоряння будується з використанням даних розрахунку робочого процесу. На початку побудови на осі абсцис відкладається відрізок АВ, що відповідає робочому обсягу циліндра Vh, а по величині рівній ходу поршня в масштабі Мs, відрізок ОА (мм), що відповідає обсягу камери згоряння Vc:
,
Vc=
ОА
= 0,01.
Побудова політропи стиску і розширення можна робити аналітичним методом. При цьому обчислюється ряд точок для проміжних обсягів, розташованих між Vc і Vа та між Vz і Vb по рівнянню політропи РV n = соnst;.
Для
політропи стиску:
,
де Рx і Vx – тиск і об'єм у шуканій точці процесу стиску.
Аналогічно
для політропи розширення:
Для карбюраторних двигунів відношення Vd/ Vx змінюється в інтервалі (1- ε ). При аналітичному методі побудови діаграми визначення ординат розрахункових точок політроп стиску і розширення зручно робити в табличній формі.
По індикаторній діаграмі для перевірки теплового розрахунку і правильності побудови діаграми визначаємо
,
де F - площа діаграми.
Робочий об'єм циліндра |
|
Vh |
317,5521854 |
см3 |
75,38462 |
1 |
1 |
|
Ступінь стиску |
|
|
15 |
|
|
|
|
|
Oб'єм камери згорання |
|
Vc |
22,68229896 |
см3 |
5,384615 |
0,071429 |
0,071429 |
|
Хід поршня |
|
|
S |
66 |
мм |
70 |
мм |
|
Змінний об"єм |
|
Vз |
294,8698865 |
|
|
0,928571 |
0,928571 |
|
k1= |
|
|
|
4,21242695 |
|
|
0,092857 |
29,48699 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
0 |
0 |
0,071429 |
5,38461538 |
22,68229896 |
0,027623 |
0,038928 |
|
|
1 |
0,1 |
0,164286 |
12,3846154 |
52,16928761 |
0,085746 |
0,10844 |
|
|
2 |
0,2 |
0,257143 |
19,3846154 |
81,65627625 |
0,157702 |
0,188154 |
|
|
3 |
0,3 |
0,35 |
26,3846154 |
111,1432649 |
0,239846 |
0,274918 |
|
|
4 |
0,4 |
0,442857 |
33,3846154 |
140,6302535 |
0,330308 |
0,367201 |
|
|
5 |
0,5 |
0,535714 |
40,3846154 |
170,1172422 |
0,427907 |
0,464075 |
|
|
6 |
0,6 |
0,628571 |
47,3846154 |
199,6042308 |
0,531817 |
0,564906 |
|
|
7 |
0,7 |
0,721429 |
54,3846154 |
229,0912195 |
0,641421 |
0,669234 |
|
|
8 |
0,8 |
0,814286 |
61,3846154 |
258,5782081 |
0,756234 |
0,776704 |
|
|
9 |
0,9 |
0,907143 |
68,3846154 |
288,0651968 |
0,875869 |
0,887036 |
|
|
10 |
1 |
1 |
75,3846154 |
317,5521854 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тиск в кінці впуска |
|
0,08533305 |
МПа |
|
|
|
|
|
Тиск в кінці стиска |
|
3,39313686 |
МПа |
|
|
|
|
|
Тиск в кінці згорання |
|
12,4018166 |
МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pстиск |
Pстиск1 |
Pрозш |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,071429 |
14 |
36,20213 |
25,6884254 |
3,089238177 |
3,393137 |
12,40182 |
0,093728 |
|
0,164286 |
6,086957 |
11,6623 |
9,22172667 |
0,995179764 |
1,093079 |
4,45205 |
0,093728 |
|
0,257143 |
3,888889 |
6,341073 |
5,31478142 |
0,541103063 |
0,594333 |
2,565862 |
0,093728 |
|
0,35 |
2,857143 |
4,169341 |
3,63744391 |
0,355782616 |
0,390782 |
1,756079 |
0,093728 |
|
0,442857 |
2,258065 |
3,027481 |
2,72330138 |
0,258344188 |
0,283758 |
1,314751 |
0,093728 |
|
0,535714 |
1,866667 |
2,336957 |
2,15482562 |
0,199419708 |
0,219037 |
1,040303 |
0,093728 |
|
0,628571 |
1,590909 |
1,880346 |
1,77020595 |
0,16045563 |
0,17624 |
0,854617 |
0,093728 |
|
0,721429 |
1,386139 |
1,559039 |
1,49424632 |
0,133037577 |
0,146125 |
0,72139 |
0,093728 |
|
0,814286 |
1,22807 |
1,322341 |
1,28749193 |
0,112839407 |
0,12394 |
0,621573 |
0,093728 |
|
0,907143 |
1,102362 |
1,141724 |
1,12735036 |
0,097426776 |
0,107011 |
0,54426 |
0,093728 |
|
0,999999 |
1,000001 |
1,000001 |
1,00000123 |
0,085333165 |
0,093728 |
0,482779 |
0,093728 |
|
|
|
|
|
МПа |
МПа |
МПа |
|
|
