Г.2.7 Индикаторные показатели рабочего цикла

Г.2.7.1 Среднее индикаторное давление

Мпа

Среднее индикаторное давление действительного цикла в МПа:

где – коэффициент полноты индикаторной диаграммы.

Мпа

Г.2.7.2 Индикаторные КПД

.

Г.2.7.3 Индикаторный удельный расчет топлива

Индикаторный удельный расход топлива в г/(кВт·ч) определяется по формуле:

г/(кВт·ч)

Рассчитанные параметры показателей двигателя заносятся в таблицу Г.2.5

Таблица Г.2.5 – Значение индикаторных показателей

Тип двигателя	Показатели
Прототип	0,6…1,4	0,3…0,4	210…275
Рассчитываемый	0,82	0,3	273,21

Г.2.8 Эффективные показатели двигателя

Г.2.8.1 Давление механических потерь

Принимаем экспериментальные коэффициенты:

а_m =0,049, b_m = 0,0152.

Начальное приближение средней скорости поршня ν_п.ср=12м/с.

Давление механических потерь:

Мпа

Г.2.8.2 Среднее эффективное давление

Мпа

Г.2.8.3 Механический КПД

Г.2.8.4 Эффективный КПД

Г.2.8.5 Эффективный удельный расход топлива

г/(кВт·ч)

Рассчитанные параметры эффективных показателей двигателя заносятся в таблицу Г.2.8.

Таблица Г.2.6 – Значения эффективных показателей двигателей

Тип двигателя	Показатели
Прототип	0,6…1,1	0,23…0,38	0,75…0,92	230…310
Рассчитываемый	0,6	0,22	0,731	372,6

Г.2.9 Основные параметры и показатели двигателя

Рабочий объём цилиндра:

дм³

Диаметр цилиндра двигателя D в мм

мм

Ход поршня двигателя S в мм

мм

Полученные значения S и D округляются в большую сторону до чисел чётных или кратных пяти: S=75мм, D=70мм.

Окончательная средняя скорость поршня в м/с

м/с

Ошибка между принятой величиной в пункте и рассчитанной в процентах:

%

Рабочий объём одного цилиндра в дм³

дм³

Литраж двигателя в дм³ :

дм³

Объём камеры сгорания в дм³:

дм³

Полный объём цилиндра в дм³:

дм³

Мощность двигателя в кВт:

кВт

Поршневая мощность двигателя в кВт/дм²:

кВт/дм²

Эффективный крутящий момент в Н·м:

Н·м

Часовой расход жидкого топлива в кг/ч:

кг/ч

Масса двигателя в кг.

кг

Г.2.10 Тепловой баланс двигателя

Общее количество теплоты в Дж/с

Дж/с

Теплота, эквивалентная эффективной работе

Дж/с

Теплота, отданная охлаждающей среде

Дж/с

Теплота, унесённая из двигателя с отработавшими газами

Дж/с

Теплота, потерянная при неполном сгорании топлива

Дж/с

Неучтённые потери теплоты

Дж/с

Относительные значения составляющих теплового баланса

%

%

%

%

%

Рассчитанные параметры заносятся в таблицу Г.2.7

Таблица Г.2.7 – Значения составляющих теплового баланса в процентах

Тип двигателя	Составляющие теплового баланса в процентах
Прототип	23…38	24…32	30…55	0…45	3…10
Рассчитываемый	21,9	26	26,8	13,5	10,6

Г.2.11 Построение индикаторной диаграммы

Индикаторная диаграмма строится с использованием результатов теплового расчета.

Масштаб хода поршня _.

Отрезок, соответствующий рабочему объему цилиндра:

; масштаб .

;

;

;

МПа/мм.

Принимаем МПа/мм

Величины давлений в мм:

Выбираем отношение радиуса кривошипа R к длине шатуна L_ш λ=0,296

Результаты расчетов политроп сжатия и расширения занесены в таблицу Г.2.8.

Для построения действительной индикаторной диаграммы находятся характерные точки. Давление в точке с", характеризующей момент достижения поршня ВМТ при сгорании:

МПа

в мм:

Давление в МПа:

МПа

в мм:

Действительное давление:

или в мм

Нарастание давления в МПа:

МПа

α,град		АХ, мм	ОХ, мм	ОВ/ОХ	Сжатие		α,град	Расширение
						, мм			, мм
180	2	76	89,3	1	0,082	1,64	540	0.4	8
190	1,989270499	75,59228	88,89228	1,004587	0,082511929	1,650239	530	0,402313067	8,046261
200	1,957005332	74,3662	87,6662	1,018637	0,084085295	1,681706	520	0,409415484	8,18831
210	1,903025404	72,31497	85,61497	1,043042	0,086836891	1,736738	510	0,421813258	8,436265
220	1,827194478	69,43339	82,73339	1,079371	0,090975808	1,819516	500	0,440407793	8,808156
230	1,729637575	65,72623	79,02623	1,130005	0,09682844	1,936569	490	0,466596043	9,331921
240	1,611	61,218	74,518	1,198368	0,104880951	2,097619	480	0,502439448	10,04879
250	1,472707432	55,96288	69,26288	1,289291	0,115848676	2,316974	470	0,550937232	11,01874
260	1,317185432	50,05305	63,35305	1,409561	0,13078804	2,615761	460	0,61646124	12,32922
270	1,148	43,624	56,924	1,568758	0,151276016	3,02552	450	0,705440863	14,10882
280	0,969889076	36,85578	50,15578	1,780453	0,179694686	3,593894	440	0,827424412	16,54849
290	0,788667145	29,96935	43,26935	2,063816	0,219667856	4,393357	430	0,99665659	19,93313
300	0,611	23,218	36,518	2,445369	0,276670171	5,533403	420	1,234167283	24,68335
310	0,444062355	16,87437	30,17437	2,959465	0,358644255	7,172885	410	1,569598923	31,39198
320	0,295105592	11,21401	24,51401	3,642814	0,475738445	9,514769	400	2,03925099	40,78502
330	0,170974596	6,497035	19,79703	4,510777	0,636202896	12,72406	390	2,669418395	53,38837
340	0,07762009	2,949563	16,24956	5,495532	0,832198881	16,64398	380	3,423515437	68,47031
350	0,019654993	0,74689	14,04689	6,357279	1,014525111	20,2905	370	4,11321879	82,26438
360	0	0	13,3	6,714286	1,092782181	21,85564	360	4,406357826	88,12716

Таблица Г.2.8 - Расчёт политропы сжатия и расширения

Задаем угол , тогда скорость нарастания давления в МПа/град, МПа/град

Угол, соответствующий точке :

Положение точки на индикаторной диаграмме:

мм

Поскольку 1,073 мм <15,2мм то точка находится между точками и .

Принимаются характерные углы:

угол опережения начала впрыска топлива _в = 35º.

продолжительность периода задержки воспламенения = 15º.

фазы газораспределения:

Определим углы поворота коленчатого вала в градусах, соответствующие характерным точкам:

- f -начало впрыска топлива или подача искры α(f) =360-35=325^о;

- с′ - начало видимого сгорания α (c') =360-35+10=335^о ;

- b' – начало открытия выпускного клапана α (b') =540 - 42=498º;

- r' – начало открытия впускного клапана α (r') =720 - 12=708º;

- а" – полное закрытие впускного клапана α (a") =180 + 40=220;

- a' – полное закрытие выпускного клапана α (а') = 10º.

Площадь F_i = 1374мм².

Среднее индикаторное давление в МПа, полученное по графику индикаторной диаграммы:

МПа

Расхождение между полученной величиной и величиной , полученной в тепловом расчете:

<10%