1.10. Тепловой баланс двигателя

Общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливам:

Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 с:

Теплота передаваемая окружающей среде:

где С – коэффициент пропорциональности (С=0,45…0,53), принимаем С=0,6;

i – число цилиндров;

D – диаметр цилиндра, см;

n – частота вращения коленчатого вала, об/мин;

m – показатель степени (m=0,6…0,7), принимаем m=0,65.

Теплота, унесенная с отработавшими газами:

где - теплоемкость отработавших газов, =23,731 кДж/кмоль;

- теплоемкость свежего заряда, =20,775 кДж/кмоль;

t_Г – температура отработавших газов, t_Г=549⁰С;

t₀ – температура окружающей среды, t₀=20⁰ С

М₁ – количество свежего заряда, кмоль;

М₂ – количество продуктов сгорания, кмоль.

Неучтенные потери теплоты:

Составляющие теплового баланса представлены в таблице 4.

Таблица 4

Составляющие теплового баланса	Q, Дж/с	q, %
Эквивалентная эффективной работе	75740	36,19
Передаваемая охлаждающей среде	52184,35	24,93
Унесенная с отработавшими газами	74679,97	35,68
Неучтенные потери	6708,18	3,2
Общее количество теплоты	209312,5	100

2. Расчет и построение регуляторной характеристики двигателя

На регуляторной характеристике наносится ряд кривых, показывающих, как меняются основные показатели двигателя: эффективная мощность N_е, крутящий момент М_е, число оборотов коленчатого вала n, удельный g_е и часовой G_Т расход топлива – в зависимости от скоростного и нагрузочного режимов работы.

На оси абсцисс откладывают значения частоты вращения коленчатого вала:

n_н – номинальная частота вращения коленчатого вала, n_н=2200 об/мин;

n_хх – максимальная частота вращения холостого хода, она зависит от степени неравномерности работы регулятора и определяется по формуле:

где - для дизельных двигателей, принимаем ;

Текущее значение N_e на характеристики определяется по формуле:

где n_xi – текущее значение частоты вращения;

N_exi – соответствующее ей эффективная мощность;

при 2000 оборотов

Аналогично рассчитываем при других текущих значении частоты вращения коленчатого вала. Полученные значения заносим в таблицу 5.

Текущее значения М_е на характеристики определяется по формуле:

где N_exi и n_xi – текущее значения эффективной мощности и частоты вращения.

при 2000 оборотов , Н м

Аналогично рассчитываем при других текущих значении частоты вращения коленчатого вала. Полученные значения заносим в таблицу 5.

Текущее значение q_e на характеристики определяется по формуле:

где g_ен – удельный расход топлива при n_н;

n_xi, g_exi – текущее значения частоты вращения и эффективного расхода топлива;

при 2000 об/мин

Аналогично рассчитываем при других текущих значении частоты вращения коленчатого вала. Полученные значения заносим в таблицу 5.

Текущее значение G_T на характеристики определяется по формуле:

при 2000 об/мин

Аналогично рассчитываем при других текущих значении частоты вращения коленчатого вала. Полученные значения заносим в таблицу 5.

Часовой расход топлива G_т на регуляторной характеристики растет по прямой от минимального значения G_т.х. соответствующего работе двигателя на режиме холостого хода (n_хх) до минимального G_т.н. при n_н. Часовой расход топлива определяется по формуле:

Таблица 5 - Значения параметров регуляторной характеристики

2310	0	0	5,3
2200	328,76	75,74	17,73	234,05
2000	346,97	72,66	16,45	226,41
1800	359,74	67,8	15,1	222,63
1600	367,07	61,5	13,7	222,73
1400	368,97	54,09	12,26	226,7
1200	365,44	45,92	10,77	234,53
1000	356,48	37,33	9,19	246,23

Коэффициент приспособляемости двигателя определяем по формуле:

По полученным данным строим регуляторную характеристику.