2.8 К расчету пускового режима

Пусковой режим возможен двух видов: при холодном двигателе (в этом случае температура стенок равна температуре окружающей среды Т_w = Т_о) и при горячем двигателе (в этом случае температура стенок как на номинальном режиме Т_w или промежуточная между Т_w и Т_о, если двигатель частично охлажден). Пусковой режим отличается также тем, что двигатель работает при минимально устойчивой частоте вращения вала n_min, которая выбирается по рекомендациям, данным в разделе “К расчету скоростных характеристик двигателя”. Коэффициент нагрузки на пусковом режиме K = 0, что соответствует холостому ходу (двигатель в течении нескольких минут прогревается), поэтому другие рекомендации см. в разделе “К расчету нагрузочных характеристик двигателя”.

2.9 Исследование влияния влажности воздуха

При большой влажности (в тропических широтах) в цилиндр попадает меньше кислорода и это влияет на все показатели двигателя. Влажность воздуха характеризуют относительной влажностью, которая представляет собой отношение парциального давления Р_пар паров воды к давлению паров в насыщенной смеси: , или влагосодержанием, которое равно отношению массы паров воды к массе сухого воздуха .

Все предыдущие формулы написаны для сухого воздуха, Для влажного мы должны записать общее массовое количество рабочего тела, состоящего из сухого воздуха и паров воды: m = m_сух + dm_сух =

= (1 + d)m_сух.

Поэтому при использовании уравнения (36) учитывают долю сухого воздуха, а именно

, где .

Величину влагосодержания d оценивают по таблице 8.

В расчетах с сухим климатом относительная влажность находится в пределах  = 30 ... 40 %, и ее влияние не учитывают из-за малости, в зонах с умеренным климатом  = 50 ... 60 %, в тропиках относительная влажность достигает  = 90 ... 100 % и оказывает заметное влияние на показатели ДВС.

Таблица 8  Влагосодержание воздуха при различных температурах и относительной влажности  %

Температура	Относительная влажность,  %
t, C	50	60	70	80	90	100
10	0,003	0,004	0,005	0,006	0,007	0,008
20	0,007	0,009	0,010	0,012	0,013	0,015
30	0,014	0,016	0,019	0,022	0,025	0,028
40	0,024	0,029	0,034	0,039	0,045	0,050
50	0,041	0,050	0,059	0,069	0,078	0,088

Замечание: при использовании уравнения состояния (39) масса m_а определяется для влажного воздуха, так как пары воды являются составной частью рабочего тела.

Д инамический расчет представлен отдельным протоколом табл.4 (этот расчет выполняется только для номинального режима). Результаты динамического расчета иллюстрируют графиками (рис. 6,7,8.)

Рисунок 6  Силы, действующие на поршень и шатун

Рисунок 7  Силы, действующие на кривошип

Рисунок 8  Крутящий момент от одного цилиндра

Составной частью динамического расчета являются таблица набегающих крутящих моментов и график, изображающий выходной крутящий момент на валу двигателя. Последние (таблица и график) составляются с учетом числа цилиндров, расположением цилиндров и порядка их работы, числа и расположения кривошипов.

Важными параметрами в этом случае являются угол разворота кривошипов коленчатого вала _кр и в двигателях V-образной конструкции угол развала блоков цилиндров .

Например, в 4^хцилиндровом рядном двигателе _кр = 720/i = 180, порядок работы цилиндров 1-3-4-2; в 6^тицилиндровом V-образном двигателе: _кр = 720/6 = 120, угол развала блоков является конструктивным фактором, обычно  = 60 или  = 90.

Таблицу набегающих крутящих моментов студент конструирует самостоятельно в зависимости от индивидуального задания, пример для 4^хцилиндрового рядного двигателя см. табл.9.

Таблица 9  Таблица набегающих крутящих моментов для рядного 4^хцилиндрового ДВС

	Первый цилиндр М1	Второй цилиндр М2	Третий цилиндр М3	Четвертый цилиндр М4	Суммарный момент М
0 20 40 . . . 720

(М_i) _ср =

Суммарный крутящий момент (правая колонка) складывается и определяется средний индикаторный крутящий момент (М_i) _ср.

Образец таблицы для 6^тицилиндрового V-образного двигателя с углом развала блоков  см. табл.10.

Таблица 10  Таблица набегающих крутящих моментов для V-образного шестицилиндрового ДВС

	Первый кривошип			Второй кривошип	Третий кривошип	Суммар-ный
	левый цилиндр М1л	правый цилиндр М1п	общий М1	общий М2	общий М3	момент М
0 20 40 . 720

(M_i)_ср

Если коленчатый вал имеет три кривошипа, то угол разворота кривошипов _кр = 720/3 = 240. В этом случае сначала находят общий момент от двух цилиндров на первом кривошипе, в колонке М_1п все величины сдвинуты относительно М_1л на угол . Моменты на втором и третьем кривошипах сдвинуты на _кр = 240 в соответствии с порядком работы цилиндров.

По данным табл.9 (или 10) строят диаграмму суммарного индикаторного крутящего момента на выходном валу двигателя (рис.9)

Величину среднего индикаторного момента используют для контроля правильности теплового и динамического расчета.

Зная рассчитанную по формуле (40) эффективную мощность двигателя, можно найти средний момент на валу

, (41)

С другой стороны средний момент на валу определяется из динамического расчета с учетом механических потерь

Me = (M_i)_ср_m (42)

Величины Ме, найденные по формулам (41) и (42), должны быть одинаковы (допустимая погрешность не более 10%).

Рисунок 9  Диаграмма суммарного индикаторного крутящего момента на валу двигателя.