4. Процесс расширения
4.1. Степень предварительного расширения
, (72)
4.2. Степень последующего расширения
, (73)
4.3. Давление в конце расширения (в точке b)
, Па (74)
где n2 =1,30 - 1,28 – показатель политропы расширения для МОД.
4.4. Температура в конце расширения
, К (75)
5. Параметры газа в выпускном тракте
5.1. Среднее давление газов за выпускными органами цилиндров
,
МПа (76)
где ζп = 0,88 – коэффициент потери давления при продувке во впускных и выпускных органах (принято).
5.2. Среднее давление газов перед турбиной
,
МПа (77)
где ζr = 0,98 – коэффициент потери давления в выпускном тракте от цилиндра до турбины (принято).
5.3. Средняя температура газов перед турбиной
,
K (78)
где qr = 0,45 – относительная потеря теплоты с выпускными газами перед турбиной (принято);
φа = 1,6 – коэффициент продувки (принято);
Gо – масса воздуха, теоретически необходимая для полного сгорания 1 кг топлива, равная Gо= μвLо=28,97∙Lо кг/кг. Здесь μв=28,97 кг/кмоль – масса 1 кмоля воздуха;
Сrрm = 1,05 cредняя мольная теплоемкость при постоянном давлении (принято).
6. Энергетические и экономические показатели
6.1. Среднее индикаторное давление теоретического (расчетного) цикла, отнесенное к полезному ходу поршня,
,
МПа (79)
6.2. Среднее индикаторное давление теоретического цикла, отнесенное к полному ходу поршня,
,
МПа (80)
где Ψs = 0,09 – относительный потерянный на газообмен ход поршня (принято).
6.3. Среднее индикаторное давление предполагаемого действительного цикла
,
МПа (81)
где φ = 0,97 – коэффициент скругления индикаторной диаграммы (принято).
6.4. Индикаторная мощность, развиваемая в цилиндре,
, кВт (82)
6.5. Среднее эффективное давление
,
МПа (83)
где ηм = 0,9 – механический КПД двигателя (принято).
6.6. Эффективная мощность
,
кВт (84)
6.7. Удельный индикаторный расход топлива
,
кг/(кВт∙ч) (85)
6.8. Удельный эффективный расход топлива
,
кг/(кВт∙ч) (86)
6.9. Часовой расход топлива
,
кг/ч (87)
6.10. Цикловая подача топлива
,
г/цикл (88)
6.11. Индикаторный КПД
, (89)
6.12. Эффективный КПД
, (90)
II этап
7. Построение индикаторной диаграммы
7.1. Принимаем объем цилиндра Vа в масштабе, равном отрезку A= мм. Тогда
Vс = V`z = Va/ , мм (91)
Vс = мм;
Vz =Vс∙ρ , мм (92)
Vz = мм;
,
мм (93)
V`s = мм.
7.2. На оси абсцисс откладываем найденные объемы, (отрезки в миллиметрах).
7.3. Определяем масштаб ординат:
т=B/рz , мм/МПа (94)
m = мм/МПа,
где В – длина отрезка принята равной A/1,5 = мм.
7.4. Определяем промежуточные объемы и соответствующие им давления сжатия и расширения. Расчет выполняем в табличной форме.
Таблица 5
Пример заполнения таблицы
-
l = va/vx
vх = vа/l
мм
Политропа
сжатия
Политропа
Расширения
px1=ра(va/vx)n1m ,
мм
рх2=рb(vа/vх)n2m ,
мм
1,00
120(va)
1,88(pa)
5,75(pb)
1,25
96
2,556
7,66
1,50
80
3,28
9,67
1,75
68,6
4,05
11,8
2,00
60
4,87
14,0
2,50
48
6,62
18,6
3,00
40
8,5
23,55
4,00
30
12,6
34,0
5,00
24
17,14
45,35
7,0
17,1
27,2
69,84
7,78()
15,42(vz)
-
80,0(pz)
9,0
13,3
38,4
-
11
10,9
50,6
-
13,5()
8,9(vc)
67,0(pc)
-
Риc. 3. Теоретическая и предполагаемая индикаторные диаграммы 2-х тактного ДВС.
По данным таблицы наносим на диаграмму характерные точки, проводим линии с-z', z'-z, b-а, а-а' и строим политропы сжатия и расширения. Построенная диаграмма является теоретической (рис. 3). Для построения предполагаемой индикаторной диаграммы скругляем углы теоретической диаграммы в точках с, z' и z. Действительный процесс выпуска начинается в точке b', положение которой на диаграмме определяется с помощью диаграммы Брикса.
Радиус кривошипа в масштабе чертежа R = S/2 = Vs/2 , мм. R = мм. (95)
7.6. Поправка Брикса 00' = R2/(2L) = λ(R/2), мм. 00' = мм. (96)
где λ=0,25 – постоянная КШМ (принято).
7.7. Угол φb начала открытия выпускного клапана принят 90° п.к.в. до НМТ.
7.8. Из точки 0' с помощью транспортира откладываем угол φb, проводим вертикаль до пересечения с кривой расширения и находим положение точки b'. Точки b' и а' соединяем кривой.
Для проверки правильности построения полученной предполагаемой индикаторной диаграммы планиметрированием определяем ее площадь. Площадь диаграммы Fi = мм2.
Среднее индикаторное давление рi = Fi/(v`∙m) = МПа.
Среднее индикаторное давление, найденное аналитически, равно ____ МПа. Погрешность построения составляет = %, что допустимо.