1.6. Расчет параметров расширения

Давление в конце процесса расширения

для карбюраторного двигателя:

,

для дизельного двигателя:

,

где n₂ - средний показатель политропы расширения. Значения n₂ находятся в пределах:

1,23...1,30 - карбюраторные двигатели; 1,18...1,24 - дизели. р_в = 0,35...0,60 МПа - карбюраторные двигатели; р_в = 0,2...0,5 МПа – дизели (при наддуве – значение ближе к 0,5).

Температура Т_в в конце расширения

для карбюраторного двигателя:

,

для дизельного двигателя:

,

Для карбюраторных двигателей Т_в = 1200...1700 К;

для дизелей Тв = 1000...1200 К.

После расчета процессов цикла необходимо проверить правильность ранее принятой температуры остаточных газов Т_r:

Если ошибка превышает 5%, то необходимо повторить расчет с уточненным значением Т_r.

1.7. Расчет индикаторных показателей цикла

Теоретическое среднее индикаторное давление для карбюраторных двигателей:

,

а у дизельных двигателей:

.

Действительное среднее индикаторное давление для округлой индикаторной диаграммы:

р_i = р_i¢n,

где n - коэффициент полноты индикаторной диаграммы.

Он принимается равным:

0,94...0,97 - карбюраторные двигатели; 0,92...0,95 - дизели. P_i = 0,8...1,2 МПа - карбюраторные двигатели; P_i = 0,6...1,4 МПа - дизели.

1.8. Расчет эффективных показателей цикла

Среднее давление механических потерь р_м определяется по эмпирическим формулам с учетом средней скорости поршня V_ср.

V_ср = S  n/30 , м/с

где S - ход поршня, м;

n - частота вращения коленчатого вала, мин^-1.

Для карбюраторного двигателя:

при S/D<1 Р_м = 0,034+0,0113V_ср;

при S/D>1 Р_м = 0,049+0,0152V_ср,

где S/D - отношение хода поршня к его диаметру.

Дизельные двигатели с неразделенными камерами сгорания имеют р_м = a + b V_ср,

р_м = 0,089+0,0118 V_ср,

с разделенными камерами сгорания:

р_м = 0,089+0,0135 V_ср.

Более точные значения а и b приведены в таблице

Среднее эффективное давление:

р_mе = р_i - р_м МПа (1.8.1)

Для карбюраторных двигателей р_mе = 0,5...1,1 МПа;

для дизелей р_mе =0,65...1,35 МПа.

Провести вторую проверку вычислений, сравнив среднее эффективное давление двигателя (1.8.1) с полученным по формуле (1, с.4). Расхождение – не более 10 %. В противном случае необходимо менять степень повышения давления , показатели политроп n₁ , n₂.

Механический КПД определяем по соотношению

h_м = р_mе / р_i. (1.8.2)

Для карбюраторных двигателей h_м = 0,7...0,9,

для дизелей h_м = 0,7...0,82.

Эффективный КПД будет равен

h_е = h_i  h_м.

Для карбюраторных двигателей h_е = 0,21...0,31,

для дизелей h_е = 0,31...0,42.

Индикаторный КПД для двигателей определяется по формуле:

,

где h_i = 0,28...0,38 - карбюраторные двигатели;

h_i =0,42...0,52 - дизели.

Индикаторный удельный расход топлива;

b_i = 3610⁵/(H_uh_i), г/кВтч.

У карбюраторных двигателей b_i = 235...290 г/кВтч;

у дизелей b_i = 175...220 г/кВтч.

Удельный эффективный расход топлива;

b_e =36  10⁵/(Н_uh_е), г/кВтч

Для карбюраторных двигателей b_e = 300...325г/кВтч,

для дизелей b_e = 250...200 г/кВтч.

Эффективная мощность

V_s - рабочий объем цилиндра, л;

i - число цилиндров;

t - коэффициент тактности;

t=2 - двухтактные двигатели, t=4 - четырехтактные двигатели.

Часовой расход топлива

B_т = P_e  b_e/1000 , кг/ч.

Результаты расчета сводятся в таблицу 1.2., проводится их анализ и делается вывод о влиянии значения условий работы на показатели двигателя.

Таблица 1.2.

То ,К

ро, МПа

Та, К

hv

g

Tz, К

рz, МПа

рi, МПа

рme, МПа

he

Pe, кВт

be, г/кВт ч

Bт, кг/ч

n, мин-1

прототип

расчет