1.10. Расчет теплового баланса двигателя.
В общем виде внешний тепловой баланс двигателя определяется из следующих составляющих
где
-
общее
количество теплоты, введенное в двигатель
с топливом;
-
количество теплоты, перешедшее в
эффективную работу;
-
потери теплоты в отработавших газах;
-
количество теплоты, передаваемое
охлаждающей жидкости;
-
потери теплоты вследствие неполноты
сгорания топлива;
-
остаточные потери теплоты, не учтенные
остальными
составляющими теплового баланса.
Общее количество теплоты, введенное в двигатель с топливом определяем по формуле
где
часовой расход топлива, который
определяем по формуле
Теплота, эквивалентная эффективной работе двигателя определяем по формуле
Теплота, потерянная с отработавшими газами определяется по формуле
где
средняя молярная теплоемкость продуктов
сгорания и воздуха при заданных
коэффициенте избытка воздуха температурах.
Теплота, передаваемая охлаждающей среде определяем по формуле
где
коэффициент пропорциональности,
зависящий от тактности двигателя;
показатель степени, зависящий от
тактности двигателя.
Для
расчета принимаем
и
;
Теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива определяем по формуле
Остаточные потери теплоты (неучтенные потери) определяем по формуле
Таблица №1. Основные величины теплового баланса двигателя
Составляющие теплового баланса |
Величина |
Общее количество теплоты, введенное в двигатель с топливом |
445097,22 |
Теплота, эквивалентная эффективной работе |
102149,81 |
Теплота, потерянная с отработавшими газами |
165280,7 |
Теплота, передаваемая охлаждающей среде |
115751 |
Теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива |
31012 |
Неучтенные потери теплоты |
30903,71 |
1.11. Построение свернутой индикаторной диаграммы.
Построение
свернутой индикаторной диаграммы
двигателя производим по данным теплового
расчета. Диаграмму строим в прямоугольных
координатах
,
где
давление газов в цилиндре, а
ход поршня.
Для
построения принимаем масштаб давления
;
(при
)
- масштабы перемещения поршня
(при ходе поршня больше
).
Определяем
по формуле
высоту камеры сгорания
Построение
политроп сжатия и расширения осуществляем
по промежуточным точкам (
).
Значения давлений в промежуточных
точках политропы сжатия определяем по
формуле -
,
а для политропы расширения -
.
,
где x1=9
x
2=18
x3=27
x4=36
x5=45
x6=53
x7=62
x8=71
x9=80
Результаты расчета точек политроп сводим в таблицу №2.
Таблица №2. Величины давлений в промежуточных точках политропы сжатия и политропы расширения
№ точки |
|
Политропа сжатия |
Политропа расширения |
||
|
|
|
|
||
1 |
22 |
14,4 |
0,72 |
61 |
3,05 |
2 |
31 |
8,8 |
0,44 |
39,4 |
1,97 |
3 |
40 |
6,4 |
0,31 |
28,4 |
1,42 |
4 |
49 |
4,6 |
0,23 |
21,8 |
1,09 |
5 |
58 |
3,795 |
0,189 |
17,4 |
0,87 |
6 |
67 |
3,1 |
0,155 |
14,4 |
0,72 |
7 |
76 |
2,6 |
0,13 |
12,2 |
0,61 |
8 |
85 |
2,2 |
0,11 |
10,6 |
0,53 |
9 |
94 |
1,94 |
0,097 |
9,2 |
0,46 |
Для
скругления индикаторной диаграммы
воспользуемся диаграммой фаз
газораспределения для данного двигателя
и в соответствии с принятыми фазами
газораспределения и углом опережения
зажигания определим положение точек
по формуле для перемещения поршня
Результаты расчета сводим в таблицу
Таблица №3. Положение точек на диаграмме
Точка |
Положение точек |
|
|
|
31о до В.М.Т. |
31о |
7,9 |
|
30о после В.М.Т. |
30о |
7,4 |
|
57о после Н.М.Т. |
123о |
72,2 |
|
34о до В.М.Т. |
34о |
9,4 |
|
15о до В.М.Т. |
15о |
1,9 |
|
58о до Н.М.Т. |
122о |
71,7 |
