4. Сравнение показателей проектируемого двигателя и прототипа
Составим сравнительную таблицу показателей проектируемого двигателя и прототипа (таблица 4.1)
Таблица 4.1
Наименование и размерность показателя |
Обозначение показателя |
Проектируемый двигатель |
Прототип ЯМЗ-238 |
Диаметр цилиндра, мм |
D |
128 |
130 |
Литраж, л |
iVh |
13,17 |
14,86 |
Ход поршня, мм |
S |
128 |
140 |
Число цилиндров |
i |
8 |
8 |
Степень сжатия |
ε |
16,5 |
16,5 |
Частота вращения двигателя (номинальный режим), об/мин |
n |
2200 |
2100 |
Максимальная мощность (номинальный режим), кВт |
Ne |
185,2 |
176,5 |
Удельный эффективный расход топлива (номинальный режим), г/кВт∙ч |
ge |
229 |
220 |
Максимальный крутящий момент, Н∙м |
Memax |
966,7 |
882,6 |
Частота вращения двигателя соответствующая Memax, об/мин |
nM |
1000 |
1450-1500 |
Среднее эффективное давление (номинальный режим), МПа |
pe |
0,779 |
0,94 |
Литровая мощность, кВт/л |
Nл |
13,3 |
11,88 |
Минимальный удельный эффективный расход топлива, г/кВт∙ч |
gemin |
217,8 |
212 |
Проектируемый двигатель по сравнению с прототипом обладает возросшим крутящим моментом, при уменьшенном рабочем объеме.
5. Кинематика
Расчет кинематики кривошипно-шатунного механизма сводится к определению пути, скорости и ускорения поршня. При этом принимается, что коленчатый вал вращается с постоянной угловой скоростью ω. Это допущение позволяет рассматривать все кинематические величины в виде функциональной зависимости от угла поворота коленчатого вала φ.
В целях уменьшения
высоты двигателя без значительного
увеличения инерционных и нормальных
сил отношение радиуса кривошипа к длине
шатуна предварительно было принято в
тепловом расчете λ=0,27. При этих условиях
,
где
– радиус кривошипа.
Перемещение
поршня
.
Расчет Sx производится аналитически через каждые 10˚ угла поворота коленчатого вала.
Угловая скорость
вращения коленчатого вала
.
Скорость поршня
.
Ускорение поршня
.
Результаты расчета заносим в таблицу 5.1.
Таблица 5.1
φ˚ |
|
|
|
φ˚ |
|
|
|
0 |
0 |
0 |
3746 |
180 |
128 |
0 |
-2153 |
10 |
1,23 |
3,02 |
3653 |
190 |
127 |
-1,751 |
-2156 |
20 |
4,87 |
5,891 |
3382 |
200 |
125 |
-3,507 |
-2162 |
30 |
10,7 |
8,476 |
2953 |
210 |
122 |
-5,263 |
-2156 |
40 |
18,5 |
10,66 |
2398 |
220 |
117 |
-7,005 |
-2121 |
50 |
27,9 |
12,35 |
1758 |
230 |
110 |
-8,698 |
-2034 |
60 |
38,5 |
13,5 |
1077 |
240 |
102 |
-10,29 |
-1873 |
70 |
49,7 |
14,1 |
398,7 |
250 |
93,5 |
-11,72 |
-1619 |
80 |
61,3 |
14,16 |
-236 |
260 |
83,5 |
-12,9 |
-1261 |
90 |
72,6 |
13,74 |
-796 |
270 |
72,6 |
-13,74 |
-796 |
100 |
83,5 |
12,9 |
-1261 |
280 |
61,3 |
-14,16 |
-236 |
110 |
93,5 |
11,72 |
-1619 |
290 |
49,7 |
-14,1 |
398,7 |
120 |
102 |
10,29 |
-1873 |
300 |
38,5 |
-13,5 |
1077 |
130 |
110 |
8,698 |
-2034 |
310 |
27,9 |
-12,35 |
1758 |
140 |
117 |
7,005 |
-2121 |
320 |
18,5 |
-10,66 |
2398 |
150 |
122 |
5,263 |
-2156 |
330 |
10,7 |
-8,476 |
2953 |
160 |
125 |
3,507 |
-2162 |
340 |
4,87 |
-5,891 |
3382 |
170 |
127 |
1,751 |
-2156 |
350 |
1,23 |
-3,02 |
3653 |
