1.5 Определение параметров конца расширения

Степень предварительного расширения для бензиновых двигателей

ρ = 1.

Степень последующего расширения δ = = 6,7

Температура в конце расширения:

где n₂ – средний показатель политропы расширения, для бензиновых двигателей n₂ = 1,23…1,34, принимаем n₂ = 1,3.

Давление в конце расширения:

Правильность выбора температуры T_r проверяем по формуле профессора Е.К. Мазинга

Погрешность расчета составляет 4 % , что меньше предельной - 10 %.

1.6 Определение параметров, характеризующих цикл в целом

Среднее индикаторное давление теоретического цикла:

Среднее индикаторное давление действительного цикла

где - коэффициент полноты индикаторной диаграммы( = 0,94…0,97; принято = 0,95).

Индикаторный КПД:

Удельный индикаторный расход топлива:

1.7 Определение параметров, характеризующих двигатель в целом

Величина механического КПД двигателя выбирается исходя из того, что для бензиновых ДВС изменяется от 0,7 до 0,85. Принимаем =0,7.

Среднее эффективное давление:

Эффективный КПД:

Удельный эффективный расход топлива:

1.8 Определение основных размеров двигателя

По эффективной мощности, частоте вращения коленчатого вала и среднему давлению определяем литраж двигателя по формуле:

Рабочий объем одного цилиндра:

где – число цилиндров.

Диаметр цилиндра:

Ход поршня:

Эффективная мощность:

Эффективный крутящий момент:

Часовой расход топлива:

Средняя скорость поршня:

Литровая мощность:

Таким образом, найдены основные параметры рабочего цикла двигателя, индикаторные и эффективные показатели его работы, также определены основные размеры двигателя. Точность расчетов, температура составляет 4%.

2. Динамический расчет.

Порядок выполнения расчета для поршневого двигателя.

Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма

выполняется с целью определения суммарных сил и моментов,

возникающих от давления газов и от сил инерции. Результаты

динамического расчета используются при расчете деталей двигателя на

прочность и износ.

В течение каждого рабочего цикла силы, действующие в

кривошипно-шатунном механизме, непрерывно изменяются по величине и

направлению. Поэтому для определения характера изменения сил по углу

поворота коленчатого вала их величины определяют для ряда различных

положений вала, обычно через каждые 10…30 град. ПКВ. В отдельных

случаях через 5…10 град. ПКВ.

Расчет рекомендуется выполнять в следующей

последовательности:

1. Перестроить индикаторную диаграмму, выполненную по

результатам теплового расчета, в координаты p-j . (Порядок

перестроения индикаторной диаграммы см. раздел 4 - .Построение

графиков и диаграмм .).

2. Определить силу давления газов на днище поршня для

положений коленчатого вала, отстоящих друг от друга на 10…30° ПКВ:

для четырехтактных двигателей в пределах (0…720)° ПКВ;

За начало отсчета принимается такое положение кривошипа когда

поршень находится в начале такта впуска;

Сила давления газов на днище поршня определяется по формуле

P_r=(p_r-p₀) F_П 10⁶

Результаты расчета заносятся в таблицу 1

3. Определить силу инерции от возвратно-поступательно

движущихся масс:

Масса поступательно движущихся частей КШМ определяется из

Выражения

где χ - доля массы шатуна, отнесенная к возвратно-поступательно

движущимся массам χ = 0,25

Для реальных двигателей и могут быть определены

непосредственно определением массы комплектов деталей поршневой и

шатунной групп по соответствующим справочникам или заводским

чертежам.

Угловая скорость ω:

= мин^-1

При известной величине хода поршня S радиус кривошипа:

R=

4. Найти суммарную силу, действующую в кривошипно-шатунном

механизме. Определение этой силы ведется путем алгебраическогосложения сил давления газов и сил инерции возвратно-поступательно

движущихся масс

Результаты определения, а также и заносятся в таблицу 1

5. Определить нормальную силу К, направленную по радиусу

кривошипа:

K=

6. Определить тангенциальную силу Т, направленную по

касательной к окружности радиуса кривошипа:

T=

Результаты определения К и Т заносятся в таблицу 2

Таблица 1

φ град.	pr МПа	Pr Н	cosφ+ λcos2φ	знак силы	Pj Н	знак силы	PΣ H	знак силы
0	0,115	138	1,256	+	7047,73	+	7185,73	+
30	0,086	12,8	0,994	+	5577,58	+	5590,38	+
60	0,086	12,8	0,378	+	2087,38	+	2100,18	+
90	0,086	12,8	-0,256	+	-1436,48	-	-1423,68	-
120	0,086	12,8	-0,628	+	-3526,86	-	-3511,06	-
150	0,086	12,8	-0,738	+	-4141,10	-	-4128,30	-
180	0,086	12,8	-0,744	+	-4174,77	-	-4161,97	-
210	0,087	12,8	-0,738	+	-4141,10	-	-4128,30	-
240	0,098	18,4	-0,628	+	-3523,86	-	-3505,46	-
270	0,132	294	-0,256	+	-1436,48	-	-1142,48	-
300	0,230	1196	0,372	+	2087,38	+	3283,38	+
330	0,568	4305	0,994	+	5577,58	+	9882,58	+
360	3,930	35236	1,256	+	7047,73	+	42283,73	+
390	2,348	20681,6	0,994	+	5577,58	+	26259,18	+
420	1,012	8390,4	0,372	+	2087,38	+	104477,78	+
450	0,611	4701,2	-0,256	+	-1436,48	-	3264,72	+
480	0,473	3431,6	-0,628	+	-3523,86	-	92,26	+
510	0,405	2806	-0,738	+	-4141,10	-	-1335,10	-
540	0,237	1260,4	-0,744	+	-4174,77	-	-2914,37	-
570	0,203	947,6	-0,738	+	-4141,10	-	-3193,50	-
600	0,154	496,8	-0,628	+	-3523,86	-	-3027,06	-
630	0,120	184	-0,256	+	-1436,48	-	-1252,48	-
660	0,115	138	0,372	+	2087,38	+	2225,38	+
690	0,115	138	0,994	+	5577,58	+	5715,58	+
720	0,085	138	1,256	+	7047,73	+	7185,73	+

Таблица 2

φ, град	cos(φ+β)/ cosβ	K, H	Знак силы	sin(φ+β)/ cosβ	T, H	Знак силы
0	1	7185,73	+	0	0	+
30	0,803	4489,07	+	0,609	3404,54	+
60	0,307	644,75	+	0,977	2051,87	+
90	-0,258	367,3	+	1	-1423,68	-
120	-0,692	2429,6	+	0,755	-2650,85	-
150	-0,929	3835,1	+	0,391	-1614,16	-
180	-1	4161,97	+	0	0	+
210	-0,929	3835,19	+	-0,391	1614,16	+
240	-0,692	2425,77	+	-0,755	2646,62	+
270	-0,258	294,75	+	-1	1142,48	+
300	0,307	1007,99	+	-0,977	-3207,86	-
330	0,803	7935,71	+	-0,609	-6018,49	-
360	1	42283,73	+	0	0	+
390	0,803	21086,12	+	0,609	15991,84	+
420	0,307	3216,67	+	0,977	10236,79	+
450	-0,258	-842,29	-	1	3264,72	+
480	-0,692	-63,84	-	0,755	69,65	+
510	-0,929	1240,30	+	0,391	-522,02	-
540	-1	2914,37	+	0	0	+
570	-0,929	2966,76	+	-0,391	1248,65	+
600	-0,692	2094,72	+	-0,755	2285,43	+
630	-0,258	323,13	+	-1	1252,48	+
660	0,307	683,19	+	-0,977	-2174,19	-
690	0,803	4589,61	+	-0,609	-3480,78	-
710	1	7185,73	+	0	0	+