1.11. Тепловой баланс двигателя

Общее количество теплоты, введенной в двигатель:

Q₀ = Н_u*G_т/3,6= 44000*20,5/3,6 = 250555 Дж/с;

Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 с:

Q_е=1000*N_e=1000*76,8=76800 Дж/с

Теплота, передаваемая охлаждающей среде:

Q_в=c*i*D^1+2m*n^m*(Н_u-H_u)/(*H_u) =

= 0,48*4*8^1+2*0,65*5800^0,65*(44000-3100)/(0,95*44000) = 62687 Дж/с

где

с = (0,450,53) – коэффициент пропорциональности;

i = 4 – число цилиндров;

D – диаметр цилиндра, см;

m = (0,60,7) – показатель степени;

n = 5800 об/мин – частота вращения коленчатого вала.

Теплота, унесённая с отработавшими газами:

где табл.3.8. [1].

при  = 0,95 и t_r = T_r –273 = 1000 –273 = 727C

где

табл. 3.6. [1] (воздух) при t_к = T₀ – 273 = 288 – 273 = 15C

Неучтённые потери теплоты:

Q_ост=Q_о-( Q_е+ Q_r + Q_в ) = 250555 - (76800 + 71814 + 62687) = 39254 Дж/с

2.Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Для построения внешней скоростной характеристики двигателя принимаем:

n_min = 800 об/мин – минимальная частота вращения коленчатого вала;

n_н = 5800 об/мин – номинальная частота вращения коленчатого вала;

n_max = (1,05…1,2)*n_н = 1,1*5800 =6090…6960 об/мин = 6500 об/мин – максимальная частота вращения коленчатого вала.

Расчет эффективной мощности ведем по формуле

N_e = 76,8 кВт

Удельный эффективный расход топлива определим по формуле

g_eH = 267 г/(кВт*ч)

Часовой расход топлива G_т = g_eх * N_eх *10^-3 кг/ч

Эффективный крутящий момент M_e = 9554*N_ex /n_x

Расчеты сводим в таблицу 6.

Расчет внешней характеристики двигателя Таблица 6

Частота вращения коленчатого вала, n, об/мин	700	1000	2000	3000	4000	5000	6000	6500
Эффективная мощность двигателя, Ne, кВт	10,3	15,1	32,5	49,6	64,3	74,1	76,6	74,4
Удельный эффективный расход топлива, ge, г/(кВт*ч)	286	273	242	226	226	243	275	297
Часовой расход топлива, Gт, кг/ч	2,93	4,13	7,85	11.2	14,6	18	21	22,1
Крутящий эффективный момент, Ме, Н*м	140	145	155	158	154	142	122	109

3.Кинематический расчет

Радиус кривошипа R = S/2 = 70/2 = 35 мм

Принимаем  = R/L_ш =0,25

Длина шатуна L_ш = R/0,25 = 35/0,25 = 140 мм

Перемещение поршня определим по формуле

Скорость поршня определим по формуле

 = *n_H/30 = *5800/30 = 607 рад/с

Ускорение поршня

j_п = ²*R*[cos + *cos(2*)] = 12896*[cos+0,25*cos(2*)]

Расчеты сводим в таблицу 7.

Таблица 7

Угол поворота кривошипа от В.М.Т., , град.	0	30	60	90	120	150	180	210	240	270	300	330	360
Перемещение поршня, Sп, мм	0	5,8	20,8	39,4	55,8	66,4	70	66,4	55,8	39,4	20,8	5,8	0
Скорость поршня, п, м/с	0	12,9	20,7	21,2	16,1	8,3	0	-8,3	-16,1	-21,1	-20,7	-12,9	0
Ускорение поршня, jп, м/с2	16120	12780	4836	-3224	-8060	-8500	-9672	-9556	-8060	-3224	4836	12780	16120