Индикаторные показатели рабочего цикла

Теоретическое среднее индикаторное давление:	Pi'	0,8766	Мпа
Среднее индикаторное давление:	Pi	0,8153	Мпа
φ - коэффициент наполнения индикаторной диаграммы:	φ	0,93
Велечины Pi у выполненных дизелей достигает значений Pi = 0,70 -1,10 Мпа
Индикаторный КПД	ηi	0,5221
Значеня индикаторного КПД у современных дизелей лежат в пределах ηi = 0,38 - 0,48
Идеальный удельный расход топлива	gi	162,4733	г/кВт·ч.
Для современных дизелей удельные индикаторные расходы топлива лежат в пределах gi =170 -220 г/кВт.ч.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1.10 Эффективные показатели двигателя

Преход от индикаторных показателей к эффективным осуществляется посредством учета механических потерь, которыми сопровождается процесс передачи энергии от поршняк фланцу отбора мощности двигателя. Механические потери учитываются механическим КПД. По опытным данным механический КПД для дизелей, работающим на номинальном режиме, изменяются в пределах ηм = 0,75 - 0,85

ηм=0,85

После оценки численного значения ηм определение эффективных показателей производится по следующим формулам:
Среднее эффективное значение	Pe	0,6930	Мпа
Эффективный КПД	ηе	0,4438
Удельный эффективный расход топлива	ge		г/кВт·ч.

 

 

Определение размеров цилиндра

Рабочий объем цилиндра

Vh

2,1266

л

Задается отношение S/D, которое для дизелей изменяется в пределах: S/D = 0,9 - 1,2

S/D

1,05

Диаметр цилиндра

D

137,2

мм

Ход поршня

S

144,0

мм

Диаметр цилиндра (уточненный)

D уточн

мм

Ход поршня (уточненный)

S уточн

мм

Полученные значения S и D округляется до ближайшего целого числа.

По уточненным значениям S и D определяется:

Рабочий объем цилиндра

Vh

2,12

л

Эффективная мощность двигателя

Ne

кВт

 

В последующих расчетах используются уточненные значе­ния эффективной мощности, а не заданные в исходных данных.

 

Расчет и построение индикаторной диаграммы бензинового двигателя

Исходные данные

Диаметр цилиндра	D	0,137	м
Ход поршня	S	0,144	м
Степень сжатия	ε	17,3
Рабочий объем цилиндра	Vs	0,0021	м^3
Объем камеры сгорания	Vc	0,0001
Полный объем цилиндра	Vа	0,0023	м^3
Степень предварительного расширения	ρ	1,1854
Объем цилиндра в точке Z индикаторной диаграммы	Vz	0,000154	м^3

Последующие расчеты текущих давлений на линии сжатия и расширения выполняются в табличной форме. Заполнение таблицы производится по следующему алгоритму.

1. В первый столбец заносятся значения угла поворота коленчатого вала φ в градусах а интервале от 0° до 90° с шагом Δφ = 5°, а в интервале от 100° до 180° с шагом Δφ = 10°.

2. Во второй столбец таблицы заносятся значения угла поворота коленчатого вала φ в радианах. Переход от градусной меры к радианам осуществляется по формуле

3. В третий столбец таблицы заносятся значения перемещения поршня в диапазоне изменения угла поворота коленчатого вала от 0° до 180°. Вычисления производятся по формуле

где значения угла φ выражены в радианах.

4. В четвертом столбце таблицы производятся вычисления текущего объема надпоршневого пространства V_x при повороте коленчатого вала на угол от 0° до 180° Вычисления производятся по формуле

где S - текущее перемещение поршня от ВМТ до НМТ.

5. В пятом столбце таблицы производятся вычисления текущих значений степени сжатия ɛ_x в интервале изменения угла φ от 0° до 180°. т.е. при перемещении поршня от ВМТ и НМТ. Вычи

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

сления выполняются по формуле

где V_a - полный объем цилиндра. (подставляется в формулу фиксированное значение V_a, из четвёртого столбца при φ =180°).

6. В шестой столбец заносится фиксированное значение давления в конце процесса наполнения Р_а, которое заимствуется из расчета рабочего цикла двигателя.

7.В седьмой столбец заносится фиксированное значение давления в конце процесса расширения Р_в, которое заимствуется из расчета цикла двигателя.

8.В восьмом столбце производятся вычисления текущего давления в процессе сжатия Р_хс. Расчет выполняется по формуле

где n₁ - средний показатель политропы сжатия, численное значение которого заимствуется из расчета рабочего цикла двигателя.

9. В девятом столбце производятся вычисления текущего давления в процессе расширения Р_хр. Расчет выполняется по формуле

где n_r- средний показатель политропы расширения, численное значение которого заимствуется из расчета рабочего цикла двигателя.

10. В десятом столбце производятся вычисления разности давлений на линии расширения и линии сжатия. Расчет выполняется по формуле

В дополнительной ячейке десятого столбца необходимо вычислить сумму разностей

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

а в ячейке правее этой суммы частное от деления

т.е. теоретическое среднее индикаторное давление.

 

Посредством активизации значений столбцов четвертого, восьмого и девятого строятся свернутая теоретическая индикаторная диаграмма.

Существо обработки теоретической индикаторной диаграммы сводится к ее скруглению, посредством которого теоретическая индикаторная диаграмма приближается к действительной.

Расчеты необходимые для построения индикаторной диаграммы представлены в табл. 1, индикаторная диаграмма для бензинового двигателя на рис.1.

Тепловой расчет двигателя Таблица 1

φ°	φ, рад	S,м	Vx,м^3	εx	Pa,Мпа	Pb,Мпа	Pxc,Мпа	Pxp,Мпа	Pxp-Pxc
	0,000	0,000	0,0001302	17,300	0,092	0,319	7,000	7,000	0,000
	0,087	0,000	0,0001353	16,645	0,092	0,319	6,500	7,500	1,000
	0,174	0,001	0,0001506	14,955	0,092	0,319	5,600	8,500	2,900
	0,262	0,003	0,0001759	12,805	0,092	0,319	4,800	8,630	3,830
	0,349	0,005	0,0002108	10,682	0,092	0,319	3,700	5,880	2,180
	0,436	0,008	0,0002550	8,830	0,092	0,319	2,700	4,653	1,953
	0,523	0,012	0,0003079	7,313	0,092	0,319	2,100	3,690	1,590
	0,611	0,016	0,0003689	6,104	0,092	0,319	1,500	2,955	1,455
	0,698	0,021	0,0004372	5,150	0,092	0,319	1,100	2,397	1,297
	0,785	0,026	0,0005121	4,397	0,092	0,319	0,750	1,974	1,224
	0,872	0,031	0,0005927	3,799	0,092	0,319	0,558	1,649	1,091
	0,959	0,037	0,0006781	3,321	0,092	0,319	0,465	1,397	0,932
	1,047	0,043	0,0007674	2,934	0,092	0,319	0,393	1,200	0,807
	1,134	0,050	0,0008597	2,619	0,092	0,319	0,338	1,044	0,706
	1,221	0,056	0,0009539	2,361	0,092	0,319	0,293	0,918	0,625
	1,308	0,062	0,0010493	2,146	0,092	0,319	0,258	0,817	0,559
	1,396	0,069	0,0011449	1,967	0,092	0,319	0,229	0,734	0,504
	1,483	0,075	0,0012398	1,816	0,092	0,319	0,206	0,665	0,459
	1,570	0,082	0,0013334	1,689	0,092	0,319	0,187	0,608	0,422
	1,744	0,094	0,0015132	1,488	0,092	0,319	0,157	0,521	0,363
	1,919	0,105	0,0016794	1,341	0,092	0,319	0,137	0,458	0,321
	2,093	0,115	0,0018280	1,232	0,092	0,319	0,122	0,413	0,291
	2,268	0,124	0,0019561	1,151	0,092	0,319	0,111	0,380	0,268
	2,442	0,131	0,0020621	1,092	0,092	0,319	0,104	0,356	0,252
	2,617	0,137	0,0021449	1,050	0,092	0,319	0,098	0,339	0,241
	2,791	0,141	0,0022042	1,022	0,092	0,319	0,095	0,328	0,233
	2,966	0,143	0,0022398	1,005	0,092	0,319	0,150	0,321	0,171
	3,140	0,144	0,0022518	1,000	0,092	0,319	0,200	0,319	0,119

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Рис. 1 Индикаторная диаграмма бензинового двигателя