Определение основных размеров двигателя

а). Определяем рабочий объем одного цилиндра по заданным значениям мощности, частоты вращения и расчетному значению среднего эффективного давления газов (р_е):

, л.

б). Принимаем отношение хода (S) поршня к диаметру (D) равным 1,0 и определяем:

, мм; S = (S/D) × D=135, мм.

Результаты теплового расчета необходимо сводим в таблицу и проводим анализ с точки зрения соответствия показателей рассчитываемого двигателя показателям двигателей, приведенных в приложении.

Характеристика двигателей

Модель двигателя	Ре кВт	nн	e	D мм	S мм		Vл Л	Рл	bе
Прототип ЯМЗ-238	176,5	2100	16,5	130	140	1,077	14,86	11,87	238
Проектир.	160	2100	16	135	135	1,0	8,64	18,5	206

Проектируемый двигатель по удельным показателям: литровой мощности - Р_л=11,87 кВт/л и топливной экономичности b_e=206 ^г/кВт.ч превосходит один из прототипов ЯМЗ-238 в основном за счет применения наддува.

Исходные данные для расчета:

тип двигателя – четырехтактный, бензиновый, автомобильного типа, номинальная мощность (Р_е=110кВт), номинальная частота вращения (n_н=3200 мин^-1), степень сжатия (ε=8).

Расчет процессов впуска и выпуска

а). Задаемся значениями: Т₀; р₀; Т_r; р_r; DТ; g_r; р_а.

Температура То и давление ро окружающей среды принимаются в соответствии со стандартными атмосферными условиями: То=273+25=298 К; ро=0,1 МПа.

Температура Тr и давление рr остаточных газов зависят от частоты вращения и нагрузки двигателя, сопротивления выпускного тракта, способа наддува.

рr=1,15·р_о=1,15·0,1=0,115МПа.

Температуру остаточных газов (Т_r) принимаем 1000К.

Температуру подогрева свежего заряда (ΔТ) принимаем 10 град.

Коэффициент остаточных газов (g_r) принимаем 0,065.

Давление в конце впуска (р_а ) принимаем из следующего соотношения:

р_а=р_о - Dр_а .

Потери давления (Dр_а) за счет сопротивления впускного тракта:

,

Принимаем коэффициент сопротивления впускного тракта к=2,5; скорость заряда на впуске ω=90 м/с.

Плотность заряда на впуске:

р_а=0,1- 0,012=0,088МПа.

б). Определяем величину температуры в конце впуска :

  

 Определяем коэффициент наполнения:

 = .

в). В зависимости от принятого значения коэффициента избытка воздуха (a=1) определяем массу свежего заряда, введенного в цилиндры двигателя (ориентировочно):

М₁ = a l_о / 29; кмоль.

l_o = 14,5 кг. воздуха / кг. топлива – для дизеля;

Масса воздуха в кмолях: L_o =l_o/29. (29 –масса 1 кмоль воздуха).

М₁=1·14,5/29=0,5 кмоль.