2.6 Определение показателей рабочего цикла двигателя.

Степень совершенства организации и эффективности рабочего цикла двигателя. по превращению тепловой энергии в механическую работу оценивается расчетным определением индикаторных показателей, механических потерь, эффективных показателей рабочего цикла и основных размеров проектируемого двигателя.

2.6.1 Определение индикаторных показателей.

Среднее индикаторное давление - Р_icp как показатель качества и совершенства организации рабочего цикла определяет работу, которая совершается или совершалась бы одним литром (ед. объема) рабочего объема. Физически, среднее индикаторное давление - это условное среднее давление, которое действовало бы на поршень двигателя на протяжении всего процесса расширения, и при этом совершалась бы та индикаторная работа, что и при переменном расчетном значении давления.

Среднее индикаторное давление определяем из выражения:

(42)

С учетом скругления индикаторной диаграммы действительное среднее индикаторное давление определим из выражения:

(43)

P_iд=0,951,013=0,9623 МПа.

Индикаторная мощность — это работа, совершаемая рабочим телом за единицу времени.

Индикаторный КПД — характеризует степень использования теплоты топлива и долю ее превращения в индикаторную работу:

(44)

Индикаторный удельный расход топлива:

(45)

2.6.2 Определение механических потерь при совершении рабочего цикла.

К механическим потерям относятся потери на преодоление сопротивлений сил трения, привод вспомогательных механизмов, газообмен, привод компрессора, масляного насоса, водяного насоса, генератора, прерывателя-распределителя. Для различных типов двигателей величина потерь среднего индикаторного давления приравнивается величине среднего давления механических потерь. Оно определяется из следующего соотношения:

МПа (46)

где м/с - средняя скорость поршня. (47)

2.6.3 Эффективные показатели.

Среднее эффективное давление:

(48)

P_е=1,013-0,2101=0,8029 МПа.

Механический КПД:

(49)

Эффективный КПД определяет долю общей теплоты, использованной в рабочем процессе на совершение полезной работы на валу двигателя:

= 0,79250,454 = 0,3598 (50)

Эффективный удельный расход топлива определяется для оценки экономичности работы двигателя и определяет количество топлива, которое расходуется на воспроизведение одного кВт часа энергии:

г/кВтч (51)

2.7 Определение геометрических размеров цилиндра и кривошипно-шатунной группы двигателя.

Согласно назначенного значения эффективной мощности, заданной частоты вращения и полученных значений эффективных показателей рабочего цикла определим необходимый общий рабочий литраж двигателя:

м³ (52)

и рабочий объем одного цилиндра:

(53)

Определившись с рабочим объемом цилиндра, определим его диаметр, с учетом заданного соотношения хода поршня к диаметру цилиндра S/D:

мм (54)

округлив, принимаем 121 мм;

соответственно отношению (S/D), ход поршня будет равен:

(55)

S_n=1211,077 = 130 мм;

После определения размеров диаметра цилиндра и хода поршня уточняем окончательные значения рабочего литража двигателя, эффективной мощности, крутящего момента и часового расхода топлива.

Общий рабочий литраж:

л (56)

Эффективная мощность:

кВт (57)

Эффективный крутящий момент:

Нм (58)

Часовой расход топлива двигателем:

(59)

G_Т=264,52235,410^-3=62,27 кг/ч.

Средняя скорость поршня:

м/с (60)

C_mn=85*5100/(3*10⁴)= 14,4 м/с