
- •1. Тепловой расчет
- •Топливо
- •1.2. Параметры рабочего тела.
- •1.3. Параметры окружающей среды и остаточные газы
- •1.4. Процесс впуска
- •1.5. Процесс сжатия
- •1.6. Процесс сгорания
- •1.7. Процессы расширения и выпуска
- •2. Индикаторные показатели рабочего цикла
- •3. Эффективные показатели двигателя
- •4. Основные размеры цилиндра и двигателя
- •5. Построение индикаторной диаграммы
- •6. Построение внешней скоростной характеристики
1.7. Процессы расширения и выпуска
Величина среднего показателя политропы расширения n2 устанавливается в зависимости от частоты вращения рассчитываемого двигателя, интенсивности охлаждения, коэффициента использования теплоты на линии видимого сгорания и коэффициента избытка воздуха. Она выбирается по величине среднего показателя адиабаты расширения К2, которая определяется по номограммам, рис.2 и рис.3:
Для бензиновых двигателей
n2 ≈ K2 = 1,23…1,30,
Для дизелей
n2 ≈ K2 = 1,20…1,28.
Рис.2. Номограмма определения показателя адиабаты расширения К2 бензинового двигателя
Рис. 3. Номограмма определения показателя политропы расширения К2 дизельного двигателя
Определение К2 по номограмме производится следующим образом: по имеющимся значениям ε (или δ для дизелей) и Tz определяют точку, которой соответствует значение К2 при α = 1. Для нахождения К2 при принятом α необходимо полученную точку перенести по горизонтали на вертикаль, соответствующую α = 1, и далее параллельно вспомогательным кривым до вертикали, соответствующей принятому значению α.
При выборе n2 необходимо помнить, что уменьшение отдачи тепла при расширении уменьшает n2 . Поэтому с возрастанием частоты вращения коленчатого вала, увеличением α, снижением интенсивности охлаждения n2 уменьшается.
Степень последующего расширения (только для дизелей)
.
Давление конца расширения:
Для бензиновых двигателей
Для дизелей
Температура конца расширения:
Для бензиновых двигателей
Для дизелей
Проверка принятой ранее температуры остаточных газов Tr
При расхождении между принятой величиной и полученной по этой формуле более 10% тепловой расчет необходимо повторить.
2. Индикаторные показатели рабочего цикла
Среднее теоретическое индикаторное давление:
Для бензиновых двигателей
Для дизелей
Среднее индикаторное давление
где φ – коэффициент полноты индикаторной диаграммы, который для четырехтактного двигателя составляет φ = 0,92…0,97.
Индикаторный к.п.д.
Индикаторный удельный расход топлива
3. Эффективные показатели двигателя
Среднее давление механических потерь приближенно можно определить в зависимости от средней скорости поршня из уравнения
где А и В – эмпирические коэффициенты, значения которых приведены для различных типов двигателей в табл.9;
- средняя скорость поршня в м/с,
предварительно принимаемая в соответствии
с конструкцией рассчитываемого двигателя
(по прототипу).
Таблица 9
Тип двигателя |
А |
В |
Карбюраторный с числом цилиндров до 6 и S/D > 1 |
0,049 |
0,0152 |
Карбюраторный восьмицилиндровый с S/D < 1 |
0,039 |
0,0132 |
Карбюраторный с числом цилиндров до 6 и S/D < 1 |
0,034 |
0,0113 |
Четырехтактный дизель с неразделенными камерами |
0,089 |
0,0118 |
При выборе отношения S/D следует принимать во внимание параметры прототипа, а также учитывать современные тенденции, когда большинство двигателей строится короткоходными: S/D = 0,8…1,0 у карбюраторных двигателей и S/D = 0,9…1,05 у дизелей. Короткий ход позволяет: форсировать двигатели по оборотам без возрастания износов, улучшить наполнение цилиндров, снизить тепловые потери в охлаждающую среду.
Среднее эффективное давление
Pe =
Pi
- Pм , МПа
Механический к.п.д.
Эффективный к.п.д.
ηe = ηм∙ ηi .
Эффективный удельный расход топлива
Часовой расход топлива