dvz_metod / Benzin
.pdf
Визначаємо похибку
Pe Pep Pe 100%
Pecp
Ðå 46,129 45 100% 2,473% 45,564
Похибка не перевищує 5 %.
31
2.2 РОЗРАХУНОК ІНДИКАТОРНОЇ ДІАГРАМИ
2.2.1Розрахунок теоретичної індикаторної діаграми (вихідні дані беруться
зрезультатів розрахунку робочого процесу двигуна)
Визначаємо масштаб діаграми: |
|
а) по вiсi абсцисс: |
|
задаємо довжину lv = 280 мм |
|
mv = lv / = 280/7 = 40 |
|
б) по вici ординат : |
|
задаємо довжину |
|
lp = 0,7 × lv =0,7 × 280= 196 мм |
|
приймаємо lp = 200 мм |
Рис 1.3 |
масштаб mp = Pmax / lp = 5,366 / 200 = 0,027 |
|
Вихідні дані: |
|
- середній індикаторний тиск |
Рmi 1,044 МПа |
- тиск в кінці впуску |
Pd 0,087 МПа |
- показник політропи стиску |
n1 1,377 |
- ступінь стиску |
7 |
- максимальний тиск в циліндрі |
Pmax 5,365 МПа |
- показник політропи розширення |
n2 1,24 |
- ступінь попереднього розширення |
1 |
- масштаб по осі стиску |
mp 0,027 МПа/мм |
Формула для розрахунку лінії стиску на діаграмі. |
|
0,087 71,377 Рст1 1,268МПа
11,377
Р |
|
|
0,087 71,377 |
9,33МПа |
|
ст1,25 |
1,251,377 |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
32 |
|
Р |
|
|
0,087 71,377 |
7,26МПа |
|
ст1,5 |
1,51,377 |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
Інші точки на лінії стиску визначаємо, тільки змінюючи показник чисельни-
ка від 1,75 до 7.
Формула для розрахунку лінії розширення на діаграмі.
Дану формулу розраховуємо аналогічно формулі для процесу стиску, змі-
нюючи тільки знаменник, наприклад:
5,36511,24
Рроз1,25 1,251,24 4,068МПа
Значення ліній стиску і розширення в міліметрах(тобто готові координати для діаграми) знаходимо, поділивши показник в МПа на масштаб по осі сти-
ску(mp). Наприклад:
або 
Таблиця 15 Результати розрахунку індикаторної діаграми.
V |
PCT ,МПа |
РСТ , мм |
|
Рроз,МПа |
Рроз, мм |
VC |
|
|
|
|
|
1 |
Pс =1,268 |
46,97 |
|
Pmax=5,36 |
198,7 |
1,25 |
0,933 |
34,55 |
|
4,069 |
150,7 |
1,5 |
0,726 |
26,88 |
|
3,246 |
120,2 |
1,75 |
0,587 |
21,74 |
|
2,680 |
99,29 |
2 |
0,488 |
18,09 |
|
2,271 |
84,14 |
3 |
0,279 |
10,35 |
|
1,374 |
50,89 |
4 |
0,188 |
6,963 |
|
0,962 |
35,62 |
5 |
0,138 |
5,121 |
|
0,729 |
27,01 |
6 |
0,108 |
3,984 |
|
0,582 |
21,55 |
7 |
0,087 |
3,222 |
|
0,481 |
17,8 |
|
|
|
33 |
|
|
Рисунок 1.4
Проводимо вертикальну лінію з точки ступені стиску 1 до Рmax ,за тим на да-
ній лінії відкладаємо точку ( C) згідно таблиці 15. (колонки 3), в даному випад-
ку вона дорівнює (С= 46,97 мм), на інших лініях ступені стиску, які лежать на вісі V/Vc, наступні точки відкладаємо аналогічно до точки (d) в даному випадку вона дорівнює (d=3,222), після цього від точки С до точки d проводимо лінію стиску. З точки Рmax до точки С’’ відкладаємо величину ρ паралельно вісі V/Vc. З
точки zd яка в даному випадку дорівнює (С’’= 198,7) починаємо відкладати точ-
ки згідно таблиці 15. (колонки 5) на лініях ступені стиску до точки b, відклав-
ши точки проводимо лінію розширення. Точки b і d з’єднуємо.
Об’єм камери згоряння
Vi |
VS |
|
, мм |
||||
1 |
|||||||
|
|
|
|
||||
V |
|
|
240 |
40мм |
|||
i |
|
||||||
|
|
7 1 |
|
||||
|
|
|
|
||||
VS = [AБ] = 240 мм – приведений робочий об’єм
34
Визначаємо середній індикаторний тиск по діаграмі
Рmді АБАд m p , МПа
де: Ад - мм2 площа індикаторної діаграми, заштрихована ділянка індика-
торної діаграми (рис.1.4).
Ад 9191 мм2
АБ - відстань від ВМТ до НМТ по діаграмі, мм
АБ =240 мм
Рmді 9191240 0,027 1,034МПа
Знаходимо похибку середнього індикаторного тиску
|
Р |
mі |
Рд |
|
|
|
mі |
100,% |
|
|
|
|
||
|
|
Рср |
||
|
|
|
mі |
|
де: Рmсрі - середній індикаторний тиск
Р ср |
|
1,044 1,034 |
1,039МПа |
|||
|
||||||
mі |
2 |
|
|
|||
|
|
|
||||
|
1,044 1,034 |
100 0,96% |
||||
|
1,039 |
|||||
|
|
|
||||
Похибка не перевищує 5 %.
35
2.2.2 Розрахунок дійсної індикаторної діаграми.
Кути характерних точок беруться за даними двигуна прототипу або в межах:
С , ДоВМТ - точка подачі палива (15÷40о) [5, стор. 45] ;
f , ДоВМТ - точка початку згорання палива, 
; 
- кут затримки згоряння палива;2 , ПісляВМТ- точка після ВМТ де тиск максимальний(8-12о) [5, стор. 45];
b , ПісляВМТ- точка відкриття випускного клапана(120-140о) [5, стор. 45]; r , ДоВМТ- точка відкриття впускного клапана(10-30о) [5, стор. 45];
r , ПісляВМТ- точка закриття випускного клапана(10-50о) [5, стор. 45]; d , ДоВМТ- точка закриття впускного клапана(100-140о) [5, стор. 45],
Вихідні дані: |
|
- кривошипно – шатунне відношення |
L 0,25 ( L 0,22…0,32) |
- відстань від ВМТ до НМТ на діаграмі |
AБ 240 мм |
- кут затримки згорання |
= 10° ПКВ |
- тиск залишкових газів |
= 0,12 МПа |
- масштаб тиску |
mp = 0,027 МПа/мм |
- хід поршня |
S = 66мм |
- тиск в кінці стиску |
Pc 1,268 МПа |
- максимальний тиск |
Pmax 5,365 МПа |
36
Таблиця 1.2 Розрахунок дійсної індикаторної діаграми.
Позначка |
Положення |
Постійна |
|
Відстань від |
||||||
точки |
точки відно- |
L |
|
ВМТ до точ- |
||||||
X 1 cos 4 |
|
|||||||||
0 , ПКВ |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
сно ВМТ |
1 cos 2 |
|
ки |
|
|||||
|
|
0 |
, ПКВ |
|
|
|
Х АВ |
,мм |
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
С , ДоВМТ |
20 |
|
|
0,074929601 |
|
7,868 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
f , ДоВМТ |
15 |
|
|
0,042447585 |
|
4,457 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
2 , ПісляВМТ |
10 |
|
|
0,018961458 |
|
1,991 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
b , ПісляВМТ |
120 |
|
1,59375 |
|
167,344 |
|||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
0,165224596 |
|
17,349 |
||||
r , ДоВМТ |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
r , ПісляВМТ |
33 |
|
|
0,198408391 |
|
20,833 |
||||
|
|
|
|
|
|
|||||
d , ДоВМТ |
140 |
|
1,817691432 |
|
190,858 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис 1.5
37
Визначаємо ординату точки r
r Pr , мм m p
r 0,0270,12 4,44мм
Тиск газів в ВМТ.
Р“с =(1,2…1,25) × Рс , МПа Р“с = 1,2 × 1,268= 1,522 МПа
для карбюраторних, і газових
Рzd =0,85 × Рmax, ,МПа
Рzd =0,85 × 5,365 = 4,56 МПа
Поправка Брікса розраховується для правильної побудови розгорнутої дiаграми
|
|
OO' |
|
R L |
, ìì |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
де R |
S |
, мм радіус кривошипу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
66 |
|
33ìì |
||||||||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
OO' |
33 0,25 |
|
4,125мм |
||||||||
|
|
2 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Масштаб переміщення |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
M S |
|
|
|
|
S |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
[ AБ ] |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
М |
66 |
|
0,31 |
||||||||
S |
|
240 |
|
|
|
|
|
||
Поправка Брікса в масштабі переміщення |
|
|||
OO |
OO' |
, мм |
||
|
||||
|
1 |
|
M S |
|
|
|
|
|
|
ОО1 4,1250,31 13,125мм
38
Рис 1.6
39
2.3 РОЗРАХУНОК ТЕПЛОВОГО БАЛАНСУ |
|
Умова завдання: |
|
- ефективна потужність |
Ре = 45 кВт |
- частота обертання колінчастого валу |
n = 5500 хв-1 |
- діаметр циліндру |
d = 76 мм |
- хід поршня |
S = 66 мм |
- кількість циліндрів |
і = 4 |
- коефіцієнт тактності |
Z = 4 |
- нижча теплота згорання палива |
QH = 44000 кДж/кг |
- годинна витрата пального |
Вr = 14,805 кг/год |
- індикаторний ККД |
ηі = 0,308 |
- ефективний ККД |
ηе = 0,248 |
- кількість свіжого заряду |
M1= 0,446 кмоль/кг |
- загальна кількість продуктів згорання: |
Мr= 0,492 кмоль/кг |
- температура залишкових газів: |
Tr= 1000 K |
- коефіцієнт надлишку повітря: |
α = 0,95 |
- теплота втрачена внаслідок неповноти згорання палива: |
QH=9266,14 кДж\кг |
- температура навколишнього середовища: |
Ta=293 K |
Рівняння теплового балансу.
Загальна кількість теплоти, введеної в двигун з паливом
QП=Qе+QB+QГ+QM+Qнв,+ Qн , Дж/сек
де Qe – теплота, еквівалента ефективній роботі;
QB – теплота, яка виводиться охолоджуючою рідиною;
QГ – теплота, яка відводиться випускними газами;
QM – теплота, яка відводиться маслом;
Qн.в.– невраховані втрати;
Qн. – теплота втрачена внаслідок неповноти згоряння.
40