Процессы расширения и выпуска

Средний показатель адиабаты расширения К₂ определяется по номограмме рис. 4.8 при заданном ε для соответствующих значений α и T_z, а средний показатель политропы расширения n₂, оценивается по величине среднего показателя адиабаты:

ε = 10,3; α = 0,96; T_z = 2825 К; К₂ = 1,2528; n₂ = 1,252.

 

Давление и температура в конце процесса расширения:

Р_в = P_z/ εⁿ² и Т_в = T_z/ ε^n2-1:

Р_в = 7,9635/10,3^1,252 = 0,4296 МПа, Т_в = 2825/10,3^1,252-1 = 1570 К;

 

Проверка ранее принятой температуры остаточных газов:

К;

Δ Т_r = ,

Где Δ Т_r – погрешность расчета - 4,6 % допустимая погрешность.

 

параметры	Процесс расширения и выпуска.
n, мин^-1
К2	1,2588	1,2519	1,2529	1,2531
n2	1,258	1,251	1,252	1,253
Рв, МПа	0,4573	0,4944	0,4296	0,4144
Тв, К
Тr, K
Δ Тr, %	3,25	3,24	4,6	5,64

 

 

Индикаторные параметры рабочего цикла.

 

Теоретическое среднее индикаторное давление:

МПа.

МПа.

Среднее индикаторное давление:

p_i = φ_u* Р_j ^, = 0,96*1,1588 = 1,1124 МПа.

Где φ_u = 0,96 – коэффициент полноты индикаторной диаграммы.

 

Индикаторный КПД и индикаторный удельный расход топлива:

г/кВт. Ч

 

Эффективные показатели двигателя.

 

Среднее давление механических потерь для бензиновых двигателей с числом цилиндров до шести и отношением S/D≤1.

P_м = 0,034 + 0,0113* V_п.ср МПа.

Для нашего карбюраторного двигателя, предварительно приняв ход поршня S равным 70 мм., получим значение средней скорости поршня:

м/с.

 

Тогда: P_м = 0,034 + 0,0113*14,47 = 0,197 МПа.

 

Среднее эффективное давление и механический КПД:

Р_е = Р_j - Р_м = 1,1124 – 0,197 = 0,9154 МПа.

η_м = .

 

Эффективный КПД и эффективный удельный расход топлива:

η_е = η_j * η_м = 0,3388 * 0,823 = 0,279

g_е = г/кВт.ч.

 

параметры	Индикаторные и эффективные параметры двигателя.
n, мин^-1
Рj ^,, МПа	1,2115	1,3415	1,1588	1,1138
Рj, МПа	1,1630	1,2879	1,1124	1,0693
ηj	0,3292	0,3845	0,3388	0,3288
gj, г/кВт.ч
Vп.ср, м/с	2,6	8,32	14,47	16,38
Рм, МПа	0,0634	0,1280	0,197	0,2191
Ре, МПа	1,0997	1,1599	0,9154	0,8502
ηм	0,9455	0,9006	0,823	0,7951
ηе	0,3113	0,3463	0,279	0,2614
gе, г/кВт.ч

 

Основные параметры двигателя

Литраж двигателя:

дм³.

Рабочий объем одного цилиндра:

дм³.

 

Диаметр цилиндра. Так как ход поршня предварительно был принят S = 70 мм, то:

мм.

Окончательно принимается D = 77 мм, S = 70 мм.

 

 

Площадь поршня:

дм.

Литраж двигателя:

дм³..

 

Мощность двигателя:

N_е = кВт.

 

Литровая мощность двигателя:

N_л = кВт/л.

 

Крутящий момент:

М_е = Н*М.

 

Часовой расход топлива:

G_T = N_е * g_е * 10^-3 = 62 * 294* 10^-3 = 18,23 кг/ч.

параметры	Основные параметры и показатели двигателя.
n, мин^-1
Fп, дм^2	0,47 1,3 47.7
Vл, л
Nл, кВт/л
Nе, кВт	17,38	58,66		84,66
Ме, Н*М	166,06	175,15	95,64	128,39
GT, кг/ч	4,57	13,88	18.23	26,53

Построение индикаторных диаграмм

Определяем объем камеры сгорания:

V_c = дм³.

 

Находим полный объем цилиндра:

V_а = V_c + V_h = 0,04 + 0,325 = 0,365

 

Рассчитанные точки:

ВМТ: P_r = 0,118 Mpa; Р_с = 2,1036 МПа; P_z = 7,963 МПа.

НМТ: Р_а = 0,085 Mpa; Р_в = 0,4296 МПа.

Задаваясь различными углами φ поворота коленчатого вала, определяем положение поршня по формуле:

х =

Задаем λ = 0,285

Затем при этих углах φ находим текущий объем над поршневого пространства:

V_х = V_c + хF_п.

 

Определяем давление на линии сжатия и расширения при выбранных углах поворота коленчатого вала:

 

;

;

Результаты расчета приведены в таблице № 1.

Таблица № 1.

№	φº	х, дм.	Vх, дм^3
			0,05185	0,118/0,085	0,1015
		0,0076	0,056486468	0,085	0,093
		0,03002	0,07016276	0,085	0,085
		0,06614	0,092197744	0,085	0,085
		0,1142	0,121515	0,085	0,085
		0,17192	0,156724604	0,085	0,085
		0,23668	0,196225563	0,085	0,085
		0,30568	0,238318523	0,085	0,085
		0,37617	0,281317616	0,085	0,085
		0,44557	0,32365075	0,085	0,085
		0,51162	0,363939419	0,085	0,085
		0,57246	0,401051708	0,085	0,085
		0,62668	0,434125563	0,085	0,085
		0,67329	0,462562949	0,085	0,085
		0,71171	0,485998946	0,085	0,085
		0,74164	0,504252631	0,085	0,085
		0,76289	0,517268509	0,085	0,085
		0,77575	0,525057997	0,085	0,085
		0,78	0,52765	0,085/0,4296	0,085
		0,77575	0,525057997	0,087011	0,087011
		0,76298	0,517268509	0,08882	0,08882
		0,74164	0,504252631	0,091989	0,091989
		0,71171	0,485998946	0,096777	0,096777
		0,67329	0,462562949	0,103587	0,103587
		0,62668	0,434125563	0,113038	0,113038
		0,57246	0,401051708	0,12606	0,12606
		0,51162	0,363939419	0,144081	0,144081
		0,44557	0,32365075	0,169323	0,169323
		0,37617	0,281317616	0,205346	0,205346
		0,30568	0,238318523	0,257996	0,257996
		0,23668	0,196225563	0,337093	0,337093
		0,17192	0,156724604	0,459275	0,459275
		0,1142	0,121515	0,651825	0,651825
		0,06614	0,092197744	0,953074	0,953074
		0,03002	0,07016276	1,387839	1,387839
		0,0076	0,056486468	1,870278	1,965
			0,05185	2,1042/7,964	2,5243
		0,0076	0,056486468	7,154373	6,769
		0,03002	0,07016276	5,453565	5,453565
		0,06614	0,092197744	3,874148	3,874148
		0,1142	0,121515	2,741886	2,741886
		0,17192	0,156724604	1,993858	1,993858
		0,23668	0,196225563	1,50479	1,50479
		0,30568	0,238318523	1,179789	1,179789
		0,37617	0,281317616	0,958543	0,958543
		0,44557	0,32365075	0,804248	0,804248
		0,51162	0,363939419	0,694381	0,694381
		0,57246	0,401051708	0,614892	0,614892
		0,62668	0,434125563	0,556816	0,556816
		0,67329	0,462562949	0,514295	0,501

Продолжение таб. 1.

		0,71171	0,485998946	0,483436	0,473
		0,74164	0,504252631	0,461626	0,427
		0,76298	0,517268509	0,44713	0,395
		0,77575	0,525057997	0,43884	0,360
		0,78	0,52765	0,436143	0,3349
		0,77575	0,525057997	0,118	0,297
		0,76298	0,517268509	0,118	0,252
		0,74164	0,504252631	0,118	0,215
		0,71171	0,485998946	0,118	0,185
		0,67329	0,462562949	0,118	0,146
		0,62668	0,434125563	0,118	0,118
		0,57246	0,401051708	0,118	0,118
		0,51162	0,363939419	0,118	0,118
		0,44557	0,32365075	0,118	0,118
		0,37617	0,281317616	0,118	0,118
		0,30568	0,238318523	0,118	0,118
		0,23668	0,196225563	0,118	0,118
		0,17192	0,156724604	0,118	0,118
		0,1142	0,121515	0,118	0,118
		0,06614	0,092197744	0,118	0,118
		0,03002	0,07016276	0,118	0,118
		0,0076	0,056486468	0,118	0,1098
			0,05185	0,118/0,085	0,1015