4. Расчет параметров расширения

1. Давление конца расширения: ,

2. Температура конца расширения: ,

3. Среднее индикаторное расчетное давление цикла:

Действительное среднее индикаторное давление с учетом коэффициента скругления индикаторной диаграммы.

; , .

4. Основные показатели цикла

1. Индикаторный КПД: ; .

2. Расход топлива на один индикаторный кВт. час:

; .

3. Доля индикаторного давления, затраченного на трение и привод вспомогательных агрегатов (насосы, генератор и т.д.):

,

где А и В – коэффициенты, зависящие от отношения хода поршня к диаметру цилиндра (S / D):

при S / D ≤ 1 А = 0,04; В = 0,0135;

при S / D > 1 А = 0,05; В = 0,0155;

- средняя скорость поршня, ^м/_с ,

[С_п = 9…12 ^м/_с, для высокооборотных двигателей при

n > 4000мин ^–1 принимаем С_п ≥ 12 ^м/_с].

Среднее эффективное давление цикла

Р_е = Р_i – Р_м; [Р_е = 0,6…0,95 МПа.];

4. Механический КПД: ; [ = 0,75…0,82].

5. Эффективный КПД: ; [ = 0,23…0,29].

6. Удельный эффективный расход топлива:

; .

4. Основные размеры цилиндра

1. Рабочий объем одного цилиндра

.

2. Диаметр зеркала цилиндра:

.

3. Ход поршня

.

Окончательно принимаем исходя из конструктивного удобства округлением до целых чисел.

4. Скорость (средняя) поршня: .

Скорость не должна отличатся от выбранной более чем на 5...10 %, в противном случае необходимо заново пересчитать эффективные показатели.

< (5…10 %).

5. Литраж двигателя .

6. Эффективная мощность .

1. Индикаторная мощность .

2. Литровая мощность .

3. Эффективный крутящий момент М_е = 5266 · , Н·М.

10 ) Индикаторный крутящий момент .

2. Пример теплового расчета дизеля

Как и при тепловом расчете бензинового двигателя в данном расчете следует соблюдать особую аккуратность и точность для того, чтобы не допустить искажения показателей работы двигателя. Рекомендуется также основные параметры, расчеты регулярно сопоставлять с аналогичными параметрами существующих прогрессивных двигателей.

Задание. Спроектировать 4-тактный автомобильный двигатель жидкостного охлаждения, исходя из следующих данных:

тип двигателя – дизель;

число цилиндров – 8 (рядный или V – образный);

номинальная мощность = 110 кВт;

частота вращения коленчатого вала п = 3000мин ^-1;

степень сжатия ε = 16,5;

коэффициент избытка воздуха α = 1,35;

отношение хода поршня к диаметру цилиндра S / D = 0,9;

вид смесеобразования – с непосредственным впрыском топлива;

топливо – дизельное, состав С = 0,87; Н = 0,126; О₂ = 0,004;

низшая теплотворная способность Н_и = 10000 ^ккал / _кг.

3.1. Выбор некоторых дополнительных данных

1. Давление окружающей среды Р₀ = 0,1 МПа;

2. Температура окружающего воздуха Т₀ = 300⁰ К;

3. Давление остаточных газов Р_r = 0,12 МПа;

4. Температура остаточных газов Т_r = 850⁰ К

[Т_r =700…900⁰ К];

5) Температура воздуха в момент поступления его в цилиндр

= Т₀ +ΔТ = 300 + 30 = 330⁰ К;

[ΔТ = 20…40⁰].

6. Показатели политроп сжатия п₁ и расширения п₂. Принимается с учетом скоростного режима:

[п₁ = 1,28…1,4]; п₁ = 1,38;

[п₂ = 1,18…1,28]; п₂ = 1,23.

6. Коэффициент активного выделения тепла

ξ = 0,78; [ξ = 0,7…0,85].

6. Давление газов в цилиндре в конце такта всасывания (впуска)

Р_а = 0,089 МПа, [Р_а =( 0,85…0,95) Р_о].

Для быстроходных дизелей принимают нижний предел.