6. Расчет процесса расширения
Давление рабочего тела в конце расширения:
[МПа], (6.1)
0,858326
Температура рабочего тела в конце расширения:
[К], (6.2)
Текущие величины давления:
; (6.3)
Расчет процесса расширения Табл. 6.1
-
ά, град ПКВ
V, м3/кг
Р, МПа
Т, °К
475
0,433
0,790
1154,9
480
0,45
0,749
1137,4
485
0,465
0,714
1122,0
490
0,480
0,684
1108,5
500
0,504
0,638
1086,5
510
0,523
0,606
1070,5
520
0,537
0,584
1059,5
530
0,545
0,572
1053,2
540
0,548
0,568
1051,1
Удельная работа в процессе расширения:
(6.4)
7. Определение индикаторных показателей цикла
Удельная работа цикла:
(7.1)
Среднее индикаторное давление цикла:
(7.2)
Индикаторный КПД цикла:
(7.3)
Удельный индикаторный расход топлива:
(7.4)
8. Определение эффективных показателей двигателя.
8.1Внешняя скоростная характеристика
Для оценки динамических качеств и экономичности проектируемого автомобиля необходимо знать внешнюю скоростную характеристику двигателя. Эту характеристику можно получить расчетным путем, используя результаты теплового расчета.
Внешняя характеристика определяется для интервала от минимальной частоты вращения вала до номинальной. Шаг расчета выбирается так, чтобы получить восемь расчетных режимов по характеристике. Для дизельных двигателей минимальная частота вращения выбирается из интервала 600-700 об/мин.
nmin=600 мин-1; nн=1250 мин-1; Табл. 8.1
|
n1 |
n2 |
n3 |
n4 |
n5 |
n6 |
n7 |
n8 |
|
600 |
690 |
780 |
870 |
960 |
1050 |
1140 |
1250 |
Изменение среднего эффективного давления:
(8.1)
где РеМАХ – максимальное значение среднего эффективного давления по внешней
характеристике:
РеМАХ=КМРЕН, [МПа] (8.2)
РеМАХ =1,0935*1,15=1,257525;
где Км – коэффициент приспособляемости по крутящему моменту (Км=1,15);
РЕН - среднее эффективное давление на номинальном режиме;
ар – постоянная величина, ар = РЕН(Км-1)/(nн-nм)2=0,1341
nн ,nм - частоты вращения на номинальном и максимальном режиме работы (nн*0,7=nм);
nm=875 мин-1
Давление механических потерь:
(8.3)
где Рк=Ркн - аК(nн-n) – степень повышения давления в компрессоре (табл. 8.2), МПа; (8.4)
где ак = 0,4*10-4 – для тракторных двигателей;
Ркн – давление перед впускными клапанами на номинальном режиме, МПа;
Ро – Атмосферное давление, МПа;
Рнас – потери давления на насосные потери (табл. 8.2);
Значение давлений для соответствующих частот вращения
Табл. 8.2
|
n, мин-1 |
600 |
690 |
780 |
870 |
960 |
1050 |
1140 |
1250 |
|
Рк, МПа |
0,13425 |
0,1392 |
0,14415 |
0,1491 |
0,15405 |
0,159 |
0,16395 |
0,17 |
|
Рнас, МПа |
-0,01716 |
-0,01705 |
-0,01694 |
-0,01683 |
-0,01671 |
-0,0166 |
-0,01649 |
-0,01635 |
Индикаторное давление:
Рi=PM+Pe, [МПа] (8.5)
Механический КПД:
(8.6)
Эффективная мощность:
(8.7)
Крутящий момент:
(8.8)
Эффективный КПД:
(8,9)
где ηм – механический КПД рассчитываемый как:
(8.10)
тогда
Удельный эффективный расход топлива:
gEН=3600/(HUηE), [г/кВт*ч] (8.10)
gEH = 3600 / 42,5 * 0.29038 = 291,699
Показатели двигателя Табл.8.3
|
n, мин-1 |
600 |
690 |
780 |
870 |
960 |
1050 |
1140 |
1250 |
|
Ре, МПа |
0,24339 |
0,79862 |
1,13652 |
1,2519 |
1,16064 |
0,84692 |
0,31582 |
0,02825 |
|
Рм, МПа |
0,126 |
0,13426 |
0,1425 |
0,15086 |
0,15922 |
0,1676 |
0,17604 |
0,18634 |
|
Pi, МПа |
0,36939 |
0,93288 |
1,279 |
1,4 |
1,319 |
1,014 |
0,49 |
0,214 |
|
Ne, кВт |
120,776 |
134,811 |
158,227 |
170,49 |
181,101 |
189,514 |
195,211 |
197,953 |
|
М, Нм |
1720,15 |
1855,66 |
1910,06 |
1965,27 |
1859,38 |
1857,49 |
1725,15 |
1580,20 |
|
ηм |
0,852 |
0,856 |
0,888 |
0,897 |
0,879 |
0,834 |
0,821 |
0,852 |