3.6 Выводы по разделу

3.6.1. Максимальная тангенциальная сила в КШМ одного цилиндра имеет место при положении угла поворота коленчатого вала на такте расширения.

3.6.2. Максимальное отрицательное значение тангенциальная сила в КШМ одного цилиндра принимает при положении угла поворота коленчатого вала на такте сжатия.

3.6.3. В течение насосных ходов поршня существенную роль в формировании кривой тангенциальной силы играют силы инерции поступательно движущихся масс КШМ.

3.6.4. Смена знака нормальной силы, что соответствует перекладке поршня, происходит при углах поворота 180, 290, 360, 420, 540, 720.

3.6.5. Степень неравномерности вращения коленчатого вала проектируемого двигателя, при его работе на расчетном режиме, составляет 0,037. Это значит, что при работе данного двигателя на гребной винт, отсутствует необходимость установки маховика.

4. Описание спроектированного двигателя

4.1 Основная техническая характеристика спроектированного двигателя

Характеристики спроектированного двигателя представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1

№	Наименование величины	Обозначение	Значение	Размерность
1	Тип двигателя	ЧН 21/31
2	Номинальная мощность двигателя		970
3	Частота вращения коленчатого вала		1000
4	Диаметр цилиндра		0,21
5	Ход поршня		0,31
6	Число цилиндров		6
7	Удельный эффективный расход топлива		0,193
8	Среднее эффективное давление		1,650
9	Максимальное давление цикла		16,5
10	Степень сжатия		13
11	Эффективный КПД		0,441
12	Масса поршня		23
13	Масса шатуна		52
14	Масса колена вала		66

4.2 Параметры цикла спроектированного двигателя

Параметры спроектированного двигателя и двигателя-прототипа 6ЧН 21/21 занесены в таблицу 4.2 для сравнения.

Таблица 4.2

Величина	Обозначение	Двигатель прототип	Проектируемый двигатель
Эффективная мощность,		1290	970
Давление наддува,		0,410	0,450
Максимальное давление цикла,		16,5	16,5
Степень сжатия		12,5	13
Степень повышения давления при сгорании		1,5	1,271
Коэффициент избытка воздуха		2	2,1
Коэффициент продувки		1,050	1,050
Коэффициент остаточных газов		0,050	0,050
Коэффициент использования теплоты в точке «z»		0,915	0,945
Коэффициент использования теплоты		0,940	0,940
Максимальная температура цикла, К		1930	1909
Степень предварительного расширения		1,549	1,569
Степень последующего расширения		8,069	8,286
Среднее эффективное давление, МПа		2,403	2,409
Эффективный КПД		0,426	0,441

Изменения вышеперечисленных параметров не несет за собой серьезные изменения в конструкции двигателя, но при этом приближает показатели двигателя к показателям современных моделей.

Изменения в параметрах двигателя:

• Давление наддува увеличено со значения 0,410 до 0,450 МПа. Увеличение значения давления наддува непосредственно влияет на мощность двигателя .

• Коэффициент избытка воздуха увеличен со значения 2 до значения 2,1. Повышение этого параметра до некоторого уровня позволяет улучшить качество смесеобразования в двигателе, тем самым способствуя повышению его КПД.

• Степень сжатия увеличена до значения 13, что обеспечивает повышение КПД двигателя, а также положительно влияет на его пусковые свойства. Однако повышение степени сжатия ведет за собой повышение механической напряженности двигателя.

• Степень повышения давления была снижена по сравнению с двигателем-прототипом до значения 1,291. Это обусловлено стремлением перенести сгорание на линию расширения с целью снижения максимальной температуры в процессе горения. Это позволяет уменьшить эмиссию – одного из самых токсичных компонентов отработавших газов. Однако также перенос сгорания на линию расширения снижает среднюю температуру подвода теплоты в цикл, что снижает термический КПД цикла. Одновременное повышение степени сжатия как раз позволяет уменьшить снижение средней температуры, тем самым сдерживая падение термического КПД цикла.

• Коэффициент использования теплоты в цикле был увеличен со значения 0,915 до 0,945. Это позволяет повысить эффективность цикла. Для достижения этого необходимо несколько повысить давление распыления топлива.