4.3. Основні розміри циліндра і питомі показники двигуна

Коли розрахована потужність двигуна N_н, середній ефективний тиск р_е, задана номінальна частота обертання колінчастого вала n_н, число циліндрів і та їх розміщення, відношення S/D, тактність τ, можна визначити основні конструктивні параметри запроектованого двигуна.

Літраж двигуна V_л– це сума об’ємів всіх циліндрів двигуна. Його визначають за формулою:

, л. (4.14)

Необхідний робочий об’єм циліндра V_h є рівним

, л. (4.15)

Діаметр циліндра D_p визначають за формулою:

, мм, (4.16)

де ρ=S/D – відношення ходу поршня до діаметра циліндра – геометричне співвідношення КШМ двигуна (приймається за завданням).

Знаючи відношення ходу поршня до діаметра, а також діаметра циліндра, розраховують хід поршня S_p:

, мм. (4.17)

Розрахункові значення діаметра циліндра D_р та ходу S_р поршня слід округлити до найближчого конструктивного ряду чисел, як правило, в більшу сторону. Після прийняття конструктивних розмірів D та S у мм визначають дійсні розміри та показники проектованого двигуна.

4.4. Дійсні розміри та показники проектованого двигуна

Дійсний робочий об’єм V_h визначають за прийнятими в п.4.3 значеннями D і S:

л. (4.18)

Знаючи дійсний робочий об’єм циліндра, розраховують потужність проектованого двигуна N_e:

, кВт. (4.19)

Одержане значення потужності не повинно бути меншим за потужність за завданням і не перевищувати її більше ніж на 5…8%. В іншому разі слід коректувати значення прийнятих діаметра циліндра D та ходу поршня S.

Площа поршня F_п визначається з виразу:

см² . (4.20)

Визначена за формулою (4.9) середня швидкість поршня уточнюється шляхом підстановки прийнятого значення ходу поршня S. Уточнене значення W_п.ср може відрізнятись від прийнятого у п.4.2 не більше як на 5%:

%, (4.21)

де W_ср – прийнята швидкість поршня, м/с.

Якщо  перевищує 5%, то слід повернутися до п.4.2, прийняти нове значення W_п.ср і виконати уточнений розрахунок.

Дійсний літраж двигуна V_л

, л. (4.22)

Номінальний ефективний крутний момент М_е

, Н∙м. (4.23)

Годинна витрата палива G_т

, кг/год. (4.24)

Літрова потужність N_л – номінальна потужність, віднесена до літра робочого об’єму двигуна:

, кВт/л. (4.25)

Питома поршнева потужність двигуна N_п– номінальна потужність, віднесена до 1 дм² площі поршня:

, кВт/дм² . (4.26)

Літрова маса g_л – відношення маси незаправленого двигуна до його номінальної потужності:

, кг/л. (4.27)

Питома маса двигуна g_N – відношення маси незаправленого двигуна до його номінальної потужності:

, кг/кВт. (4.28)

Показники (4.25), (4.26) служать для оцінки ефективності проектованого двигуна та порівняння його з відомими моделями двигунів, для яких вони лежать в межах:

N_л=18…60 кВт/л, N_п=14…48 кВт/дм² – карбюраторні двигуни;

N_л=7…22 кВт/л, N_п=10…30 кВт/дм² – дизельні двигуни.

5. Послідовність виконання розрахунків з використанням пеом

В основу методики теплового розрахунку покладена математична модель дійсного циклу ДВЗ, що представляє собою сукупність рівнянь, нерівностей, логічних співвідношень, які пов’язують початкові і вихідні дані з основними розмірами ДВЗ та його техніко-економічними показниками.

Запропонована програма розрахунку основних розмірів двигуна та його техніко-економічних показників виконана в середовищі програмування Exel пакета Microsoft Office. Для здійснення обчислень формується база початкових даних (табл. А), розташованих у послідовності їх введення в ЕОМ. Обґрунтовані початкові дані (рис. 4) заносяться у комірки листа книги теплового розрахунку; координати комірок вказані у колонці 6 табл. А. П ісля заповнення початкових даних для розрахунку параметрів робочого тіла вкінці процесу розширення порівнюється отримане значення похибки зроблених припущень (комірка Н38) під час встановлення температури Т_r відпрацьованих газів із допустимим (5%) для інженерних розрахунків. У разі необхідності розрахунок повторюють, ввівши корективи у початкові дані. Аналогічні дії здійснюють під час встановлення похибки визначення середньої швидкості поршня W_п.ср. (комірка Н58). Прийняті початкові дані (комірки С2 – 30), а також числові значення шуканих показників (комірки Н2 – Н64) роздруковуються і підшиваються у записку. На підставі отриманих даних оформляється пояснювальна записка і будуються відповідні графіки.

Розділ роботи завершується порівняльною характеристикою техніко-економічних і питомих показників запропонованого двигуна із сучасним.