1.9.Индикаторные параметры рабочего цикла

а) теоретическое индикаторное среднее давление:

(1/стр.116)

МПа

б) среднее индикаторное давление:

=0.96·1.1824=1.1586МПа, (1/стр.117)

где φ_u=0.96 - коэффициент полноты диаграммы;

в) индикаторный К.П.Д. и индикаторный удельный расход топлива:

и (1/стр.117)

η_i=1.1586 · 14.975 · 1.1/(43.93 · 1.189 · 0.9589)=0.3806,

g_i=3600/(43.93 · 0.3806)=215г/(кВт ч).

1.10.Эффективные показатели двигателя

а) среднее давление механических потерь:

(1/стр.117)

,

где S=80 мм - ход поршня, тогда

υ_п.ср=80 · 5400/30000=14.4 м/с, тогда

p_м=0,024+0.0113 · 14.4=0.1003МПа.

б) среднее эффективное давление и механический К.П.Д

р_е=р_i+p_м=1.1586-0.1003=1.0583МПа (1/стр.117)

η_м=1.0583/1.1586=0.9134

в) эффективный К.П.Д. и эффективный удельный расход топлива:

г/(кВт∙ч) (1/стр.118)

Параметр		Индикаторные и эффективные параметры двигателя
n	900	3200	5400	6000
pi/	1.2995	1.3768	1.1824	1.23
pi	1.2735	1.3493	1.1586	1.2054
ηi	0.5016	0.4954	0.4477	0.3806
gi	163	165	183	215
νп.ср	2.4	8.5	14.4	16
pM	0.0367	0.0691	0.1003	0.1088
pe	1.2368	1.2802	1.0966	1.0583
ηM	0.9712	0.9488	0.9134	0.9087
ηe	0.4872	0.4700	0.4073	0.3476
ge	168	174	201	236

1.11.Основные параметры цилиндра и двигателя

Литраж:

V_л=30·τ·N_e/(p_e · n)=30·4·75/(1.0583·5400)=1.2389л. (1/стр.118)

Рабочий объем одного цилиндра:

V_h=V_л/i=1.2389/4=0.3097л, (1/стр.118)

где – число цилиндров,=4.

Диаметр цилиндра. Так как ход поршня предварительно был принятS=80 мм, то

D=2 ·10³[V_h/(π · S)]^½=2 ·10³[0.3097/(3,14 ·80)]^½=70.23 мм. (1/стр.119)

Окончательно принимаю: D=71 мм иS=80 мм.

Основные параметры и показатели двигателей определяются по окончательно принятым значениям D иS:

площадь поршня:

=3,14·71²/(4·100)=39.57(1/стр.119)

литраж двигателя:

V_л=π·D²·S·i/(4·10⁶)=3,14·71²·80·4/(4·10⁶)=1.24л. (1/стр.119)

мощность двигателя:

=0.0583·1.24·5400/(30·4)=58.5769кВт. (1/стр.119)

крутящий момент:

=3·10⁴·58.5769/(3,14·5400)=107Н·м. (1/стр.119)

часовой расход топлива:

=58.5769·201·10^-3=11.7739кг/ч. (1/стр.119)

литровая мощность:

N_л=N_e/V_л=58.5769/1.24=47.2394 кВт/л (1/стр.119)

Параметр		Основные параметры и показатели двигателя
n	900	3200	5400	6000
Fп см2			39.57
Vл, л			1.24
Nл, кВт/л			47.2394
Ne, кВт	11.4095	41.9906	58.5769	67.4409
Me, Н*м	121.1	125	107	103.6
GT, кг/ч	1.917	7.306	11.7739	13.556

1.12.Построение индикаторной диаграммы.

Индикаторную диаграм­му строим для номи­нального режима работы двигателя, т. е. при N_е= 58.5769 кВт и иn=5400 об/мин, аналитическим методом.

Масштабы диаграммы: масштаб хода поршня M_s=1 мм в мм; масштаб давленийМ_р=0,04 МПа в мм.

Величины в приведенном масштабе, соответствующие рабочему объему цилиндра и объему камеры сгорания:

АВ=S/М_S=80/1,0 = 80 мм; (1/стр.119)

ОА = АВ/(ε-1)= 80/(9.3-1)=9.6мм. (1/стр.119)

Максимальная высота диаграммы(точка z):

р_z/М_р=7.4166/0,05 = 148.3мм.

Ординаты характерных точек:

p_a/M_p= 0.0866/0,05 = 1.7 мм;

р_с/М_р= 1.8711/0,05 = 37.4 мм;

р_в/М_р= 0.4645/0,05 = 9.3мм;

р_r/М_р= 0,11/0,05 = 2.2 мм;

р_о/М_р=0,1/0,05= 2 мм.

Построение политроп сжатия и расширения аналитическим ме­тодом:

а) политропа сжатия

(1/стр.120)

Отсюда

(1/стр.120)

где ОВ=ОА+АВ=9.6+80=89.6 мм;

б) политропа расширения

(1/стр.120)

Результаты расчета точек политроп:

№ точек	OX, мм	OB/OX	Политропа сжатия			Политропа расширения
			(OB/OX)1,376	px/Mp, мм	px, МПа	(OB/OX)1,248	px/Mp, мм	px, МПа
1	11,9	11	27.10	46.1	2.31 (точка с)	19.94	185.4	9.27 (точка z)
2	12,98	9	20.56	34.9	1.75	15.52	144.3	7.22
3	14,84	6.5	13.14	22.3	1.12	10.34	96.2	4.81
4	20,78	5	9.16	15.6	0.78	7.53	70.0	3.5
5	25,97	4	6.74	11.5	0.58	5.64	52.5	2.63
6	34,63	3	4.5	7.7	0,385	3.94	36.6	1.83
7	51,95	2	3.03	5.2	0,26	2.76	25.7	1.29
8	69,27	1.5	1.75	3.0	0,15	1.66	15.4	0.77
9	103,9	1	1	1.7	0,085 (точка а)	1	9.3	0.465 (точка b)

Скругление индикаторной диаграммы осуществляется на основании следующих соображений и расчетов. Начало открытия впускного клапана (точка r’) устанавливается за 25⁰до прихода поршня в в.м.т., а закрытие (точкаa’’) – через 70⁰ после прохода поршнем н.м.т.; начало открытия выпускного клапана (точкаb’) принимается за 60⁰до прихода поршня в н.м.т., а закрытие (точкаa’) – через 30⁰после прохода поршнем в.м.т. Учитывая быстроходность двигателя и работу на сжиженном газе, угол опережения зажигания принимается равным 40⁰ (точка с’). А продолжительность периода задержки воспламенения Δφ₁=7⁰. Точкаfрасположена за 33⁰=40⁰-7⁰до в.м.т

В соответствии с принятыми фазами газораспределения и углом опережения зажигания определяют положение точек ,,,,,по формуле для перемещения поршня:

,

где - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

Расчеты ординат точек ,,,,,сведены втаблицу 41.

Таблица 41.

Обозначе-ния точек	Положения точек			Расстояние точек от в.м.т.(AX), мм
	250до в.м.т.	25	0.1226	4.9
	300после в.м.т.	30	0.1690	6.8
	700после н.м.т.	110	1.4656	58.6
	400до в.м.т.	40	0.2918	11.7
	330до в.м.т.	33	0.0584	2.3
	600до н.м.т.	120	1.6050	64.2

Положение точки определяется из выражения:

p=(1.15…1.25)p_c=1.25·1.8711=2.3389 МПа

p/М_р=2.3389/0.05=46.8 мм

Действительное давление сгорания:

p_Zд/М_р=6.3041/0.05=126.1 мм

Нарастание давления от точки с’’ до точки z_Дсоставит 6.3041-2.3389=3.9652 МПа или 3.9652/15=2.643 МПа/град п.к.в., где 15⁰ – положение точкиz_Дпо горизонтали, в которойp_zДдостигает своего максимального значения.

Соединяя плавными кривыми точки с,си далее сbи кривой расширенияси линией выпускаполучим скругленную действительную индикаторную диаграммудвигателя с впрыском топлива.