3.8. Ефективна питома витрата палива

Витрату палива на виконання одиниці ефективної роботи називають ефективною питомою витратою палива. ЇЇ обчислюють за формулою:

, г/(кВт·год) (3.12)

Визначення Розмірів двигуна

3.9. На основі проведених розрахунків визначають розміри проектованого двигуна, необхідні для забезпечення заданої ефективної потужності N_е. Обчислення проводять у такому порядку.

3.9.1. Необхідний літраж двигуна :

, л (дм³) (3.13)

де N_е – потужність двигуна згідно з завданням, кВт;

τ – коефіцієнт тактності (2 або 4);

Р_е – середній ефективний тиск, МПа;

n – частота обертання колінчастого валу, об/хв.

3.9.2. Необхідний робочий об'єм циліндра :

= /і, л (дм³), (3.14)

де і – число циліндрів проектованого двигуна.

3.9.3. Розрахунковий діаметр циліндра:

D_р = , мм (3.15)

де S/D = ρ – відношення ходу поршня до діаметра циліндра – геометричне співвідношення КШМ двигуна, приймається по прототипу.

3.9.4. Розрахунковий хід поршня S_р:

S_р = (S/D)·D_p, мм (3.16)

Розрахункові значення діаметра циліндра D_р та ходу поршня S_р слід округлити до найближчого значення конструктивного ряду чисел, як правило – в більшу сторону. Діаметр циліндра прийнято вибирати кратним 5. Зважаючи на те, що хід поршня S дорівнює двом радіусам кривошипа, його величину бажано вибирати парним числом. Прийняті конструктивні значення діаметра D та ходу поршня S повинні відповідати їх значенням на майбутньому кресленні двигуна. Наприклад некоректно буде у кресленні ставити D = 121,273 та S = 132,158 мм. В цьому випадку слід прийняти D = 125 і S = 134 мм.

Після прийняття конструктивних розмірів D та S у мм призначають дійсні розміри на кресленнях та визначають показники проектованого двигуна.

3.9.5. Розрахункова середня швидкість поршня визначена по формулі (3.8) (W = S·n/30, м/с) при підстановці прийнятого значення ходу поршня S не повинна відрізнятись, як уже було сказано, від прийнятої у пункті 3.4 більше, ніж на 5 %:

Δ = |(W – W_пcp)/W| < 0,05. (3.17)

Якщо різниця Δ перевищує 5% то слід повернутися до пункту 3.4, прийняти нове значення W_пср = W і виконати уточнений розрахунок. При відсутності помилок уточнений розрахунок виконується з допомогою ЕОМ під час перевірки третього розділу.

Параметри проектованого двигуна

З урахуванням призначених розмірів D і S (прийнятих у мм) визначаємо фактичні розрахункові параметри двигуна:

3.9.6. Робочий об'єм циліндра V_h:

V_h = , л (дм³) (3.18)

3.9.7. Площа поршня F_п:

F_п =πD²/400, см² (3.19)

3.9.8. Літраж двигуна V_л:

V_л = V_h·i, л. (3.20)

3.10. Розрахункова потужність двигуна N_ep:

N_ep = , кВт (3.21)

Одержане значення потужності N_ep не повинно бути меншим за потужність по завданню і не перевищувати її більше, ніж на 5...8 %. У противному разі слід уточнити (збільшити або зменшити) значення прийнятих діаметра циліндра D та ходу поршня S і виконати уточнений розрахунок, починаючи з пункту 3.9.5. При відсутності помилок у розрахунках вказане коректування виконується при перевірці третього розділу курсової роботи на ЕОМ.

Інші показники двигуна, які слід визначити:

3.11. Номінальний ефективний крутний момент:

M_е = 9550·N_ер/n, Нм. (3.22)

3.12. Годинна витрата палива:

G_т = N_ep·ge/1000, кг/год. (3.23)

3.13. Літрова потужність двигуна:

N_л = N_ep/(V_h·i), кВт/л (3.24)

3.14. Питома поршнева потужність:

N_п = N_ер·100/(F_п·i), кВт/дм². (3.25)

Показники 3.24 та 3.25 служать для оцінки ефективності проектованого двигуна та порівняння його з відомими моделями двигунів. Сучасні двигуни внутрішнього згоряння мають такі, питомі показники [6]:

N_л = 18…60 кВт/л та N_п = 14...48 кВт/дм² – карбюраторні двигуни,

N_л = 7…22 кВт/л та N_п = 10...30 кВт/дм² – дизелі.

Для перевірки третього розділу на ЕОМ дані повинні бути підготовлені у порядку, наведеному у таблиці 3.1. При задовільних результатах перевірки, коли допущені неточності не перевищують 3%, в разі необхідності проводимо коректування розмірів циліндра з метою одержання заданої потужності. Результати будуть видані у вигляді таблиці, яку слід вклеїти до чистовика курсової роботи, а дані використовувати в подальших розрахунках. Коли точність розрахунків не гірше 1% Програма перевірки пропонує “приз” – розрахунок переміщення поршня в залежності від кута повороту KB; при відмові від “призу” – додає 15 залікових балів до загальної суми балів, завдяки чому рейтинг можна суттєво підвищити.

Додаткові завдання, які можуть бути запропоновані ЕОМ при перевірці розділу, приведено у додатку 4.

Таблиця 3.1.

Список параметрів розрахунку показників двигуна для вводу в ЕОМ

№№ пп	Параметри: назва та позначення (приведені російською мовою як на екрані ЕОМ)	Одиниця виміру	Значення
	среднее индикаторное давление, Р’i	МПа
	коэффициент полноты индикаторной диаграммы ν	–
	индикаторный КПД ηі	–
	индикаторный удельный расход топлива gi	г/ (кВтּгод)
	средняя скорость поршня по прототипу Wпср	м/с
	среднее эффективное давление Ре	МПа
	механический КПД ηм	–
	эффективный КПД ηе	–
	эффективный удельный расход топлива ge	г/ (кВтּгод)
	необходимый литраж V’л	л
	рабочий объем цилиндра V’h	л
	S/D по прототипу	–
	расчетный диаметр Dp	мм
	принятый диаметр D	мм
	принятый ход поршня S	мм
	действительная средняя скорость поршня Wп	м/с
	действительный литраж двигателя Vл	л
	площадь поршня Fп	см2
	эффективная расчетная мощность Neр	кВт
	часовой расход топлива Gт	кг/год
	эффективный крутящий момент Ме	Нм