5 Тепловой баланс двигателя

Тепловой баланс характеризует распределение теплоты, выделившейся при сгорании топлива, вводимого в цилиндры двигателя, на полезно используемую работу, уносимую с охлаждающей жидкостью, на потери с выхлопными газами и др.

Определяю общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом:

(5.1)

q =100%

где Q_H - низшая удельная теплота сгорания, Q_H = 42500 кДж/кг;

G_T – часовой расход топлива;

(5.2)

Теплота, эквивалентная эффективной работе:

(5.3)

(5.4)

Теплота передаваемая охлаждающей среде:

- для дизельного двигателя:

(5.5)

(5.6)

где С –коэффициент, равный 0,45 …0,53 принимаю 0,5

i – число цилиндров, i = 6;

D – диаметр цилиндра, D = 14,4 см;

n – частота вращения коленчатого вала, n = 2100 мин^-1;

α – коэффициент избытка воздуха, α = 1,6;

Определяю теплоту, уносимую с отработавшими газами:

(5.7)

(5.8)

где С_Р – средняя теплоемкость отработавших газов при постоянном давлении, С_Р = 1,04 кДж/кг*град;

Т_r и Т_к – температуры отработавших газов и надувочного воздуха, К

Т_r = 850К, Т = 293К;

G_в и G_Т – количество поступившего в цилиндр воздуха и топлива, кг/ч

G_Т = 37,7 кг/ч;

G_в =α·L₀·G_T∙28,95 = 1,6∙14,3237,7 = 863,7 кг/ч

Определяю неучтенные потери:

(5.9)

(5.10)

Картина распределения тепла изображена на рисунке 2.

Рисунок 3 Тепловой баланс двигателя.

6 Кинематический и динамический расчет

КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА

Для заданного положения колен вала (угол α = 660°) привожу в определенном масштабе схему сил, действующих на КШМ – суммарной, нормальной, направленной по шатуну и тангенциальной. Для того же положения кривошипа определяю крутящий и опрокидывающий моменты.

6.1 Построение графика инерционных сил

Удельная масса поступательно движущихся частей:

m_S = m_п + 0,275m_ш, [кг/м²] (6.1)

где m_п – масса поршня, m_п = 200 г/см²;

m_ш – масса шатуна, m_ш = 300 г/см²;

m_S = 200 + 0,275∙300 =282,5 [г/см²]

Определение параметров, необходимых для построения графика инерционных сил по методу Толле:

(6.2)

(6.3)

(6.4)

После определения величин А, В, С в масштабе = 35 кПа/мм откладываю А в ВМТ, В в НМТ и С в пересечении с прямой, соединяющей точки А и В с нейтральной линией.

Затем используя точки А, В и С строю параболу, представляющую график инерционных усилий возвратно-поступательно движущихся деталей КШМ.