![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Автомобильные двигатели
- •Тепловой расчет двигателя
- •1.1. Параметры рабочего тела
- •1.2. Параметры отработавших газов
- •1.5. Расчет участка подвода тепла
- •1.8. Индикаторные параметры рабочего цикла
- •1.9. Эффективные параметры рабочего цикла
- •1.10. Построение индикаторных диаграмм в координатах (р-V)
- •1.11. Тепловой баланс
- •1.12. Скоростная характеристика двигателя
- •Список рекомендуемой литературы.
- •Содержание
1.8. Индикаторные параметры рабочего цикла
1.8.1. Для бензинового и газового двигателя, работающего по циклу V = const, теоретическое индикаторное давление (индикаторная работа, совершаемая в единице рабочего объема), равно:
МПа.
1.8.2. Для дизельного двигателя, работающего по смешанному циклу, теоретическое среднее индикаторное давление равно:
МПа.
Действительное среднее индикаторное давление всех типов ДВС
,
где 0,92 ≤≤
0,97, здесь
- коэффициент, учитывающий «скругление»
индикаторной диаграммы.
1.8.3. Рассчитываем
индикаторную мощность и индикаторный
крутящий момент двигателя:
кВт;
,
л
,
Нм
Значения D (м), S (м), i, n (об/мин), – заданы. Для четырехтактных двигателей коэффициент тактности τ=4.
1.8.4. Определяем
индикаторный КПД и удельный индикаторный
расход топлива:
,
г/кВтч
Здесь Pi в МПа, Hн в МДж, ην из п.1.3.5.
Для безнаддувной
ДВС
заменить на
.
1.9. Эффективные параметры рабочего цикла
1.9.1. Рассчитываем
среднее давление механических потерь
(работа, затрачиваемая на трение и привод
вспомогательных агрегатов, приходящая
на единицу рабочего объема):
МПа, гдеАм
и Вм-
коэффициенты (таблица 3), зависящие от
числа цилиндров и от отношения хода
поршня к диаметру цилиндра и типа камеры
сгорания;
-
средняя скорость поршня, м/с.
1.9.2. Рассчитываем
среднее эффективное давление (эффективную
работу, снимаемую с единицы рабочего
объема):
.
1.9.3. Рассчитываем
механический кпд:
Его величина составляет: для бензиновых ДВС hм = 0,70…0,85, для дизельных ДВС с наддувом hм=0,80…0,90, без наддува hм=0,70…0,82.
Таблица 3 – Значения коэффициентов Ам и Вм
Тип двигателя |
Ам |
Вм |
Карбюраторный
|
0,049 |
0,0152 |
Карбюраторный
|
0,039 |
0,0132 |
Карбюраторный
|
0,034 |
0,0113 |
Четырехтактный дизель с неразделенными камерами |
0,089 |
0,0118 |
Предкамерный дизель |
0,103 |
0,0153 |
Дизель с вихревыми камерами |
0,089 |
0,0135 |
1.9.4. Определяем
эффективную мощность:
кВт.
1.9.5. Определяем
эффективный кпд:
;
он составляет для дизелейhе
.= 0,35…0,40,
для двигателей с искровым зажиганием
hе
= 0,18…0,30.
1.9.6. Определяем эффективный удельный расход топлива:
,
г/кВтч;
для бензиновых ДВС gе=300…370 г/кВтч,
для дизелей gе=190…240 г/кВтч.
1.9.7. Эффективный
крутящий момент:
,
Нм.
Здесь пном подставляется в об/мин.
1.9.8. Расход топлива:
,
кг/час.
1.9.9. Литровая
мощность:
,
кВт/дм3.
1.10. Построение индикаторных диаграмм в координатах (р-V)
После определения параметров рабочего тела в характерных точках цикла строится теоретическая индикаторная диаграмма в координатах р—V. На оси абсцисс (рисунки 1,2,3) откладывается произвольный отрезок, изображающий в каком-либо масштабе объем камеры сжатия Vc; этот отрезок принимается за единицу. Далее откладываются в принятом масштабе объемы:
и
Выбрав масштаб
давления, на оси ординат откладывают
величины рo,
pa,
pz,
pв
и рr.
Обычно
масштаб давлений выбирают так, чтобы
высота диаграммы была больше длины в
1,2…1,5 раза. Можно рекомендовать масштаб
объема из следующих соображений:
абсолютное значение объема камеры
сгорания принять за единицу: 10 мм – для
индикаторной диаграммы дизеля, 20 мм -
для индикаторной диаграммы бензинового
и газового двигателя.
Через точки
z/
и z,
r,
a
проводят прямые, параллельные оси
абсцисс. Точки с
и z/,
в
и а
соединяют прямыми, параллельными оси
ординат. Точка а
и
с соединяются
линией процесса политропы сжатия, а
точки z
и в
- линией процесса политропы расширения.
Построение линий процессов политропного
сжатия и расширения может быть выполнено
аналитическим или графическим методом.
Рассмотрим аналитический метод (рисунок 2).
Для построения
линий процессов политропного сжатия а
– с
и расширения z
— в необходимо
определить давление в нескольких
промежуточных точках между а
и с, z
и в.
Для этого необходимо задаться несколькими
промежуточными значениями объема в
интервале рабочего хода поршня, например,
и т. д.
Рисунок 1 – Индикаторная диаграмма четырехтактного дизеля |
Рисунок 2 – Аналитический метод построения индикаторной диаграммы четырехтактного дизеля. | |
Рисунок 3 - Индикаторная диаграмма бензинового двигателя |
Тогда давления для этих значений объемов составляют:
для процесса
политропного сжатия
|
а для процесса
политропного расширения
;
;
.
Через точки а,
с и полученные
промежуточные точки х1,
х2,
х3
и т.д. проводят (с помощью лекала) плавную
кривую – политропу сжатия. Через точки
в, z
и полученные промежуточные точки
и т.д. проводят другую плавную кривую —
политропу расширения.