7. Процессы расширения и выпуска Степень последующего расширения:

 = /

Средний показатель адиабаты расширения k₂ определяется по номограмме (рис. 2) или по приложению 3, k₂ =f(, T_z, ).

Порядок определения значения k₂ по номограмме:

– из точки с заданным значением степени сжатия  проводим вертикаль;

– слева на шкале T_z находим расчетное значение и проводим линию параллельно вспомогательным линиям до пересечения с вертикалью степени сжатия ;

– переносим по горизонтали полученную точку на вертикаль с  =1;

– полученную точку переносим параллельно вспомогательным линиям до пересечения с вертикалью с принятым значением  и определяем по шкале значение k_2.

Средний показатель политропы расширения: n₂ = k₂ = 1,18…1,28

Средний показатель политропы расширения можно определить по эмпирической формуле:

n₂=1,22+130/n - (0,01…0,02),

где n – частота вращения коленчатого вала двигателя.

Давление и температура в конце расширения

p_в = p_z / ⁿ² , МПа

Т_в = T_z / ^n2-1 , К

Проверка ранее принятой температуры остаточных газов:

.

Погрешность в выборе температуры не должна превышать 5%. Если погрешность больше 5%, нужно задаться новой температурой T_z и пересчитать все параметры, связанные с температурой.

Р ис. 2 – Номограмма определения показателя адиабаты расширения k₂ для дизеля

8. Индикаторные параметры рабочего цикла

Теоретическое среднее индикаторное давление, МПа

Среднее индикаторное давление

р_i = _и p_i , МПа

где _и – коэффициент полноты диаграммы;

_и = 0,92…0,95.

Индикаторный К.П.Д.

_I = p_i l₀  /(H_и _к _v)

Индикаторный удельный расход топлива, г/кВт ч

g_i = 3600/(H_и _i)

9. Эффективные показатели двигателя

Определяем по прототипу среднюю скорость поршня, м/с

V_n.ср..= n S/30,

где S – ход поршня, м;

n – частота вращения коленвала, мин^-1_.

Если прототип не известен, задаемся средней скоростью из условия, что для тракторных дизелей V_n.ср.=5,5…10,5 м/с, для автомобильных дизелей V_n.ср.= 6,5…12 м/с.

Среднее давление механических потерь р_м :

– для четырехтактных дизелей с неразделенными камерами сгорания

р_м = 0,089+0,0118 V_n.ср., МПа

– для вихрекамерных дизелей

р_м = 0,089+0,0135 V_n.ср , МПа

Среднее эффективное давление, МПа

p_e = p_i - р_м

Механический и эффективный К.П.Д.

_м= р_е / р_i;

_е= _i  _м .

Эффективный удельный расход топлива, г/кВтч

g_e=3600/(H_u _e)

10. Основные параметры цилиндра и двигателя

Литраж двигателя, л:

V_л=30 N_e / (p_e n),

где  - коэффициент тактности; для четырехтактного двигателя  = 4.

Рабочий объем цилиндра, л

V_h=V_л / i,

где i – число цилиндров.

Диаметр цилиндра, мм:

Полученное значение округляем до целого числа или ближайшего стандартного размера. Если известен прототип рассчитываемого двигателя, желательно получить размер цилиндра с погрешностью не более 5%, путем подбора исходных параметров (_вп , p_а , p_r).

Ход поршня, мм S = (S/D)D

Полученное значение округляем до ближайшего целого числа или стандартного размера.

Для автотракторных дизелей используются цилиндры с диаметрами 105, 110, 120, 125, 130, 140, 150 мм. Ход поршня автотракторных дизелей 115, 120, 140, 180 мм.

По окончательно принятым значениям D и S определяем основные параметры и показатели двигателя.

Литраж двигателя фактический, л.

V_л= D² S i/(410⁶),

где S и D в мм.

Площадь поршня, м²:

F_n=D²/(410⁶)

Средняя скорость поршня, м/с:

V_{п. ср.}=S n/(310⁴)

Погрешность в выборе скорости не должна превышать 5%.

Мощность двигателя фактическая, кВт:

N_e=p_e V_л  n/(30)

Часовой расход топлива, кг/ч:

G_T = 10^-3 N_e g_e