- •Методика выполнения теплового и динамического расчетов двигателей
- •Введение
- •1) Расчетную часть:
- •1 Классификация и принцип работы двигателей внутреннего сгорания
- •1.1 Общие сведения и классификация
- •1.2 Рабочий цикл четырехтактного двс
- •1.3 Рабочий цикл двухтактного двс
- •2 Тепловой расчет двигателя на номинальном режиме работы
- •2.1 Исходные данные
- •2.2 Расчет процессов газообмена
- •2.2.1 Параметры заряда на впуске
- •2.2.2 Исходные данные для расчета процессов газообмена
- •2.2.3 Давление рабочего тела в конце впуска
- •2.2.4 Коэффициент остаточных газов
- •2.2.5 Температура в конце впуска
- •2.2.6 Коэффициент наполнения
- •2.3 Расчет процесса сжатия
- •2.4 Расчет процесса сгорания
- •2.4.1 Термохимический расчет процесса сгорания
- •2.4.2 Термодинамический расчет процесса сгорания
- •2.5 Расчет процесса расширения
- •2.6 Расчет показателей рабочего цикла двигателя
- •2.6.1 Индикаторные показатели цикла
- •2.6.2 Эффективные показатели двигателя
- •2.6.3 Основные размеры двигателя
- •2.7 Построение индикаторной диаграммы
- •2.7.1 Выбор масштабов
- •2.7.2 Характерные линии и точки.
- •2.7.3 Построение политроп сжатия и расширения
- •2.7.4 Скругление индикаторной диаграммы
- •3 Кинематика и динамика кшм
- •3.1 Расчет кинематических параметров кшм
- •3.1.1 Перемещение поршня
- •3.1.2 Скорость поршня
- •3.1.3 Ускорение поршня
- •3.2 Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма
- •3.2.1 Общие сведения
- •3.2.2 Силы давления газов
- •3.2.3 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма
- •3.2.4 Силы инерции
- •3.2.5 Суммарные силы, действующие в кшм
- •3.2.6 Диаграмма суммарного крутящего момента
- •4 Пример расчета
- •4.1 Тепловой расчёт двигателя Исходные данные
- •4.2 Расчёт процессов газообмена
- •4.3 Расчёт процесса сжатия
- •4.4 Расчёт процесса сгорания
- •4.5. Расчёт процесса расширения
- •4.6 Расчёт показателей рабочего цикла двигателя
- •4.7 Построение индикаторной диаграммы
- •5 Кинематика и динамика кшм
- •5.1 Расчёт перемещения, скорости и ускорения поршня
- •5.2 Динамический расчёт кшм
- •5.2.1 Общие сведения
- •5.2.2 Силы давления газов
- •5.2.3 Приведение масс частей кшм
- •5.2.4. Силы инерции
- •5.2.5 Суммарные силы, действующие в кшм
- •Список использованных источников
- •Приложение а
2.6.2 Эффективные показатели двигателя
Расчет эффективных показателей двигателя требует оценки внутренних (механических) потерь в двигателе.
Потери на преодоление внутренних сопротивлений оценивают величиной мощности механических потерь Nм или средним давлением механических потерь рм. Механические потери можно определить приближенно по эмпирическим формулам в зависимости от средней скорости поршня, м/с:
,
(2.47)
где S – ход поршня, мм.
Эмпирическое выражение для определения величины рм (МПа) имеет следующий вид:
рм = ам + bмп.ср, (2.48)
где ам, bм – постоянные коэффициенты, значения которых для различных типов двигателей приведены в таблице 2.7.
Таблица2.7- Значения коэффициентов ам и bм для различных двигателей
Двигатели |
Число цилиндров |
Отношение S/D |
aм, МПа |
bм, МПас/м |
Карбюраторные ДсИЗ |
< 6 |
> 1 |
0,049 |
0,0152 |
< 6 |
1 |
0,034 |
0,0113 |
|
8 |
< 1 |
0,039 |
0,0132 |
|
ДсИЗ с распределенным впрыском |
- |
- |
0,024 |
0,0053 |
Продолжение таблицы 2.7
Дизели с D < 120 мм |
- |
- |
0,089 |
0,0118 |
Дизели с D > 120 мм |
- |
- |
0,04…0,05 |
0,02…0,03 |
Среднее эффективное давление, МПа
ре = рi – рм. (2.49)
Относительный уровень механических потерь характеризует механический КПД:
.
(2.50)
В целом топливная экономичность двигателя с учетом всех потерь теплоты, в том числе и механических, может характеризоваться величиной эффективного КПД е или удельного эффективного расхода топлива ge, г/(кВтч):
е
= i
м,
.
(2.51)
Примерные значения индикаторных и эффективных показателей некоторых двигателей на номинальном режиме работы приведены в таблице 2.8.
Таблица 2.8- Индикаторные и эффективные показатели двигателей
Двигатели |
рi, МПа |
i |
ре, МПа |
м |
е |
gе,
|
Карбюраторные ДсИЗ |
0,9…1,2 |
0,26…0,35 |
0,75…0,85 |
0,7…0,9 |
0,23…0,28 |
290…330 |
Продолжение таблицы 2.8
ДсИЗ с распределенным впрыском |
до 1,4 |
0,28…0,38 |
0,85…1,05 |
0,7…0,9 |
0,25…0,29 |
280…350 |
Дизельные без наддува |
0,7…1,1 |
0,38…0,45 |
0,6…0,85 |
0,7…0,82 |
0,34…0,40 |
225…280 |
Дизельные с наддувом |
до 2,2 |
0,40…0,50 |
до 2,0 |
0,8…0,9 |
0,35…0,40 |
210…260 |
