2.5 Исследование рабочего цикла двс

В индивидуальном задании указан исследуемый фактор Z из числа перечисленных в разделе “Исследовательская часть проекта”. Исследования выполняют методом вариантных расчетов.

Выбирают несколько значений фактора Z (обычно 4 - 5) в разумных пределах, определяют все величины, зависящие от фактора Z, и заносят их в табл.1. Каждый исследовательский вариант подлежит расчету на ПК, и к каждому из них прилагается протокол теплового расчета. По полученным результатам судят о характере и степени влияния фактора Z на основные показатели рабочего цикла и двигателя. Для удобства и наглядности эти материалы представляют в графическом виде.

Индикаторные диаграммы представляют совмещенными для номинального и исследовательских режимов.

Рисунок 1  Индикаторные Рисунок 2  Индикаторные

диаграммы Р (V) диаграммы Т (V)

Номера рисунков здесь и далее соответствуют тем, которые включаются в пояснительную записку курсового проекта (а не данных методических указаний).

Влияние фактора Z иллюстрируют с помощью следующих графиков.

Рисунок 3  Влияние фактора Z Рисунок 4  Влияние фактора Z

на максимальные значения на энергетические индика- P_max и T_max торные показатели

Результаты, приведенные на рис.1 – 5, необходиом пояснить и дать им техническую оценку.

Рисунок 5  Влияние фактора Z на эконо-

мические индикаторные показатели

В исследовательской части проекта в ряде случаев возникают особенности, некоторые из которых описаны далее.

2.6 К расчету скоростных характеристик двигателя

Скоростные характеристики рассчитывают в диапазоне частот вращения вала от n_ном до n_min, причем для бензиновых ДВС n_min = (0,20 ... 0,25) n_ном, для дизельных ДВС n_min = (0,35 ... 0,40) n_ном. В указанных диапазонах выбирают частоты n, n и т.д.

С изменением частоты n меняются некоторые параметры среди исходных данных в табл.1.

Давление наддува рассчитывают по приближенной формуле:

,

где Р_к  давление наддува на номинальном режиме.

Далее определяют Т_к и Т_к по формулам (32) и (33). Цикловой массовый заряд воздуха m_вц, коэффициент наполнения, цикловую массовую подачу топлива, давление Р_а, температуру Т_а и массу рабочего тела в цилиндре рассчитывают по формулам (34) - (38) и проверяют найденные величины по соотношению (39) на каждой частоте.

2.7 К расчету нагрузочных характеристик двигателя

В этом случае определяют параметры на номинальном и частичных режимах. Методики оценки исходных данных на частичных режимах отличаются для бензиновых и дизельных ДВС, что связано с разными способами регулирования.

В бензиновых ДВС применяют количественное регулирование, при этом одновременно изменяются и количество воздуха и количество топлива. Частота вращения вала остается неизменной, поэтому затраты мощности на механические потери примерно одинаковы.

Из данных номинального режима мощность механических потерь

,

цикловой воздушный заряд, необходимый для N_m,

m_вцm = m_вц(1 - _m),

а соответствующий расход топлива

,

масса рабочего тела в цилиндре

m_a = (1 +)m_вц,

масса остаточных газов m_ = m_вц.

На частичных режимах цикловой заряд воздуха

m_тц = K(m_вц  m_вцm)+ m_вцm,

где K  коэффициент нагрузки (изменяется от 1 до 0),

цикловая подача топлива

,

масса рабочего тела в цилиндре в начале счета:

m_a = m_вц + m_вц ,

давление в начале сжатия (по уравнению состояния):

,

где температура Т_а принимается на всех режимах одинаковой.

Из последних формул следует, что на номинальном режиме при K = 1

m_вц = m_вц; m_а = (1 + )m_вц; ,

на режиме холостого хода при к = 0

m_вц = m_вцm; ; m_а = m_вц,

что вполне соответствует физическому смыслу режимов.

В связи с особенностями устройства карбюраторов или впрыскивающих систем в бензиновых ДВС с нагрузкой изменяется и коэффициент избытка воздуха, который рекомендуется выбирать по табл.7.

Таблица 7  Коэффициент избытка воздуха в бензиновых ДВС в зависимости от коэффициента нагрузки

Коэффициент нагрузки, К	1,0	0,8	0,6	0,4	0,2	0
Коэффициент избытка воздуха 	по данным ном. режима	1,05	1,05	1,03	1,00	0,6......0,7

В дизельных ДВС применяют качественное регулирование, при котором изменяется количество топлива, а количество воздуха остается примерно постоянным. Поэтому

m_вц = const; Т_а = const; P_a = const; m_a = const.

Цикловую подачу топлива определяют на частичных нагрузках по формуле

m_тц = K(m_тц  m_тцm) + m_тцm,

где K  коэффициент нагрузки (изменяется от 1 до 0),

m_тцm  подача топлива, расходуемая на механические потери, определяется по данным номинального режима

m_тцm = m_тц (1  _m)

и на всех режимах при n = const остается одинаковой, а коэффициент избытка воздуха

.

Если K = 1, то мы получаем формулы для номинального режима, а на холостом ходу при K = 0 имеем

m_тц = m_тцm; .