2.6.3 Основные размеры двигателя

Рабочий объем цилиндра:

, л (дм³), (2.52)

где  – тактность, для четырехтактных двигателей  = 4,

для двухтактных  = 2;

i – число цилиндров;

N_eн, p_eн, n_н – соответственно эффективная мощность (кВт), среднее эффективное давление (МПа), частота вращения коленчатого вала (мин^-1) на номинальном режиме работы двигателя.

Диаметр цилиндра:

, мм, (2.53)

где  – отношение хода поршня к диаметру цилиндра.

Отношение хода поршня к диаметру цилиндра  может находиться в следующих пределах:

для двигателей с искровым зажиганием 0,8…1,05;

для автомобильных дизелей 0,9…1,2;

для тракторных дизелей 1,1…1,3.

Полученное значения D округляется до ближайшего целого значения.

Ход поршня:

S = D  . (2.54)

Уточняется значение средней скорости поршня _п.ср и сравнивается с ранее принятым значением. Если разность составит более 10%, то необходимо повторить расчет с новым значением _п.ср.

Основные параметры и показатели двигателя определяются по окончательно принятым значениям D и S.

Рабочий объем цилиндра:

, л. (2.55)

Эффективная мощность двигателя:

, кВт. (2.56)

Эффективный крутящий момент:

, Н  м. (2.57)

Часовой расход топлива:

G_т = N_e  g_e, , кг/ч. (2.58)

Результаты расчетов индикаторных показателей рабочего цикла, эффективных показателей двигателя и его параметров заносятся в сводную таблицу.

2.7 Построение индикаторной диаграммы

2.7.1 Выбор масштабов

Индикаторная диаграмма (рисунок 2.1, 2.2) строится для номинального режима работы двигателя на основании данных, полученных в тепловом расчете. При этом по оси ординат откладывается давление в абсолютных единицах (МПа), а по оси абсцисс – объем (л). Кроме того, ось абсцисс косвенно характеризует ход поршня (мм).

Масштаб по оси абсцисс для хода поршня М_S (мм хода/мм диаграммы) рекомендуется принимать следующим:

для S > 80 мм М_S = 1,00 мм_х/мм_д;

для S < 80 мм М_S = 0,50 мм_х/мм_д.

Рисунок 2.1- Индикаторная диаграмма карбюраторного двигателя.

Рисунок 2.2. Индикаторная диаграмма дизеля.

Масштабы давлений рекомендуется выбирать следующими:

М_р = 0,02; 0,025; 0,04; 0,05 МПа/мм. (2.59)

Причем масштабы построения диаграммы рекомендуется выбирать с таким расчетом, чтобы получить высоту (давление) диаграммы в 1,2…1,7 раза больше ее основания.

2.7.2 Характерные линии и точки.

1. Параллельно оси ординат на расстоянии ОА от начала координат провести линию, определяющую положение поршня в ВМТ.

Отрезок ОА соответствует объему камеры сгорания V_с:

, так как , (2.60)

где F_п – площадь поршня,

отрезок S_c, характеризующий объем камеры сгорания будет равен:

. (2.61)

С учетом масштаба отрезок ОА равен:

. (2.62)

2. От точки А откладывается отрезок АВ, эквивалентный ходу поршня:

(2.63)

Через точку В, определяющую положению поршня в НМТ, провести линию параллельно оси ординат.

Таким образом, отложив на оси абсцисс отрезки ОА и АВ, получатся точка А, соответствующая объемам V_r, V_c, V_z и точка В, соответствующая объемам V_a и V_b.

3. Для дизеля от точки А откладывается отрезок zz, эквивалентный объему цилиндра V_z после предварительного расширения:

zz = ОА  ( - 1). (2.64)

4. По оси ординат в масштабе откладывается давление окружающей среды р_о и перпендикулярно этой оси проводится линия, соответствующая отложенному давлению.

5. В ВМТ откладываются величины давлений в характерных точках r, с, z или z, полученные в ходе теплового расчета двигателя:

Аr = р_r/М_р, мм; (2.65)

Ас = р_с/М_р, мм; (2.66)

Аz = р_z/М_р, мм. (2.67)

6. В НМТ наносятся точки а и b, соответствующие давлениям р_а и р_b:

Bа = р_а/М_р, мм; (2.68)

Вb = р_b/М_р, мм. (2.69)

Соединив прямыми линиями точки с и z (для ДсИЗ) или с – z – z (для дизеля), а также b – а получают соответственно процессы изохорного или изохорного и изобарного подводов теплоты, а также изохорного отвода теплоты.