F =

π D2

;

V

=

π D2 S i

;

л

n

4

4 106

Nе =

P n V

л

3 104

N

е

;

M е =

е

;

(79)

30 τ

π

n

G = N

g

10−3;

=

S n

.

е

е

п.ср

т

3 104

При расхождении более 5% между ранее принятой величиной

п.ср и полученной необходимо пересчитать эффективные параметры

двигателя.

4.9. Тепловой баланс двигателя

При сгорании топлива в цилиндре двигателя выделяется тепло,

которое не может полностью преобразоваться в полезную работу.

И

Термодинамический КПД t всегда меньше единицы из-за передачи

части тепла холодному источнику.

Кроме того, в реальном двигателе потери тепла возникают ещё и

из-за трения,

, неполноты сгорания и других причин. В

результате эффективный КПД e циклаДуменьшается по сравнению с

термическим t.

Распределение тепловой энергии топлива, сгоревшего в цилин-

дре

, на полезную ра оту и тепловые потери характеризует-

ся внешн м

тепловым

алансом.

При

помощи теплового

баланса

А

можно установ ть степень совершенства использования тепловой

энерг в

гателе

наметить пути устранения причин, понижаю-

щ х эконом чность

гателя.

Уравнен е внешнего теплового баланса в общем виде выглядит

теплообмена

следующ м образом:

Q = Qe + Qм + Qw + Qог + Qнc + Qs ,

(80)

двигателя

где Q – общее количество теплоты, выделенное при сгорании топли-

ва, Дж/с; Qe

– теплота, эквивалентная полезной работе

топлива,

Дж/с; Qм – теплота, эквивалентная механическим потерям, Дж/с;

С

рянная из-за неполноты сгорания топлива, Дж/с; Qs –

неучтённые по-

тери теплоты, Дж/с.

Общее количество теплоты, Дж/с:

Q =

Hu Gt

103 .

(81)

3,6

Теплота, эквивалентная полезной работе топлива, Дж/с,

Qe = 1000 Ne .

(82)

α Hu Дж

Теплота, эквивалентная механическим потерям,

/с:

Qм

= 1000 (Ni − Ne ).

(83)

А

Теплота, передаваемая охлаждающей жидкостиИ, ж/с:

−

для бензиновых двигателей

об

Qв

=

с i

D1+2 m

nm

(H

u

− H

u

)

,

(84)

при Qв

= с i D1+ 2 m nm .

(85)

где c – коэффициент пропорциональности для четырёхтактных двига-

телей, c = 0,45…0,53; i – число цилиндров; D

–

диаметр цилиндра,

см; n – частота вращен я коленчатого вала, об/мин; m – показатель

степени для четырёхтактных двигателей, m = 0,5…0,7.

Для кар юраторных дв гателей: m = 0,65; для двигателей с впрыс-

ком бенз на: m = 0,64

n = 4000 об/мин; m = 0,66 при n = 7000 об/мин;

m = 0,65

n = 8000

/м н.

−

для д зелей (без наддува m = 0,67; с наддувом m = 0,68)

α

Теплота, унесённая с отработавшими газами, Дж/с:

Gт

tr

20

Q =

M

2

(mcv)

+ 8,315 t

r

− M (mc

)

+ 8,315 t

, (86)

Сr

t0

1

v t0

0

3,6

Теплоёмкость отработавших газов (mcv)tr

определяют методом

t0

интерполяции по

табл. 3.8, 3.9

[2],

теплоёмкость свежего заряда

(mcv )t20

– по табл. 3.6 [2] столбец «Воздух».

И

0

Теплота, потерянная из-за неполноты сгорания топлива, Дж/с:

Д

Qнс = Hu Gт .

(87)

3,6

У двигателей с впрыском бензина и дизелей Qнс = 0, так как при

1 Hu = 0.

А

Неучтённые потери теплоты,

ж/с:

Qs = Q − (Qe + Qм + Qw + Qог + Qнc ) .

(88)

б

5. ГРАФИЧЕСК Я ЧАСТЬ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

5.1.

Построение индикаторной диаграммы

Индикаторная

диаграмма двигателя внутреннего сгорания стро-

тся с

спользован ем данных расчёта рабочего процесса.

При по-

строен

д аграммы её масшта ы рекомендуется выбирать таким об-

разом, что ы высот

д аграммы составляла 1,2…1,7 её основания.

С

Д аграмма должна за

мать весь лист А4 (прил. 2, 3).

В начале построен я на оси абсцисс откладывается отрезок АВ

(р с. 4) [2], соответствующ й рабочему объёму цилиндра, а по вели-

ч не равный ходу поршня S.

Отрезок OA соответствует объёму камеры сгорания:

OA =

AB

,

(89)

ε −1

z1 - z =

OA

,

(90)

ρ −1

И

n

где ρ – степень предварительного расширения.

Затем по данным теплового расчёта по оси ординат диаграммы

объёмов, расположенных между Vс

и Va

по уравнению политропы

n1

А

сжатия pV

= const, и между Vz

и Vb по уравнению политропы рас-

ширения pV 2 = const. Для политропы сжатия это означает, что

б

Px

Vxn1

= Pa

Van1 ,

откуда

V

n1

P = P

a

(91)

x

a

V

,

x

а для пол тропы расш рения

С

P

V n2

= P

V n2

,

x

x

b

b

откуда

и

n2

Px

= Pb

Vb

.

(92)

Vx