ТОП 10:

Среднее эффективное давление.



Среднее эффективное давление ре представляет собой отношение эффективной работы на валу двигателя к единице рабочего объема цилиндра.

В расчетах двигателей ре определяют по среднему индикатор­ному давлению

Для двигателей с механическим наддувом

где pн — потери давления на привод нагнетателя.

Значения среднего эффективного давления при номинальной на­грузке изменяются в следующих пределах:

С ростом среднего эффективного давления улучшаются условия использования рабочего объема цилиндра, что дает возможность создавать более легкие и компактные двигатели.

Механический к.п.д.

 

По опытным данным механический к.п.д. для различных дви­гателей, работающих на номинальном режиме, изменяется в сле­дующих пределах (для сравнения):

 

4. Эффективная мощность.

где ре выражено в Мн/м2; Vh — в л; n — в об/мин.

5. Эффективный к.п.д. и эффективный удельный расход топлива.Эффективный к.п.д. ηе и эффективный удельный расход топлива ge характеризуют экономичность работы двигателя.

 

Значения эффективного к.п.д. меняются в зависимости от типа двигателя в следующих пределах (на номинальном режиме) для сравнения:

 

 

Эффективный удельный расход жидкого топлива

Для современных автомобильных и тракторных двигателей эффективный удельный расход топлива при номинальной нагрузке имеет следующие значения (для сравнения):

 

Часовой расход топлива

Основные параметры цилиндра и двигателя

Если задана эффектив­ная мощность двигателя и выбрана величина S/D, то основные конструктивные параметры дви­гателя (диаметр цилиндра и ход поршня) определяют следующим образом.

Литраж двигателя

где Ne выражена в кВт, ре — в Мн/м2; n — в об/мин.

Рабочий объем одного цилиндра

Диаметр цилиндра

Ход поршня

Пример

Для бензинового

3. Диаметр и ход поршня. В целях уменьшения скорости порш­ня и сокращения габаритов двигателя принимают S/D = 0,85, тогда

Принимается D = 80 мм; S = 70 мм.

Для дизеля

3. Диаметр и ход поршня. Дизели, как правило, выполняются с отношением хода поршня к диаметру цилиндра S/D>1. Однако уменьшение S/D для дизеля, так же как и для карбюраторного дви­гателя, снижает скорость поршня и повышает ηм. В связи с этим целесообразно принять S/D= 1,05:

Окончательно принимается D= 130 мм;S = 138 мм.

 

Полученные значения D и S округляют до четных чисел, нуля или пяти. По окончательно принятым значениям D и S определяют основные параметры и показатели двигателя:

Конец примера

По окончательно принятым значениям D и S определяют основные параметры и показатели двигателя

Литраж двигателя

Площадь поршня

Эффективную мощность

Эффективный крутящий момент

Часовой расход топлива

Среднюю скорость поршня

(4)

При расхождении между ранее принятой величиной υп,ср и по­лученной по формуле (4) более 3÷4% необходимо пересчитать эффективные параметры двигателя.

Построение индикаторной диаграммы

Рис. 20. Построение индикаторной диаграммы дизеля

Построение индикаторной диаграммы(рис. 20).

1.Масштабы диаграммы:

масштаб хода поршня Ms= 1,5 мм в мм;

масштаб давлений Мр = 0,08 Мн/м2 в мм.

2. Приведенная величина рабочего объема цилиндра и величи­на, соответствующая объему камеры сгорания:

3. Максимальная высота диаграммы (точки z' и z) и положе­ние точки z по оси абсцисс

4. Ординаты характерных точек.

5. Построение политроп сжатия и расширения производится:

графическим методом (см. рис. 20):

а) для луча ОС принимаем угол α, равным 15°;

б) tg β1 = (1 + tgα)n1-1 =(l + tg 15°)1,36- 1=0,380; β1 = 20°48';

в) используя лучи OD и ОС, строим политропу сжатия, начи­ная с точки с;

г) tg β2 = (1 + tgα)n2 - 1 = (1 + tg 15°)1,27 - 1 = 0,352; β2 = 19°23';

д) используя лучи ОЕ и ОС, строим политропу расширения, на­чиная с точки z.

Аналитическим методом

5. Построение политроп сжатия и расширения производится аналитическим методом:

а) политропа сжатия

 

Отсюда

 

где

б) политропа расширения

Отсюда

Результаты расчетов точек политроп приведены в табл. 10. Ра­счетные точки политроп показаны на рис. 19 только для наглядно­сти. При выполнении практических расчетов эти точки на диаграм­ме не показывают.

Таблица 10

6. Теоретическое среднее индикаторное давление

что очень близко к величине р'i = 1,37Мн/м2, полученной в тепло­вом расчете (F'- площадь диаграммы acz'zba - для дизеля) и (F'- площадь диаграммы aczba - для бензинового).

7.Скругление индикаторной диаграммы.

Для дизеля

Учитывая достаточную быстроходность рассчитываемого дизеля и величину наддува, ори­ентировочно устанавливаются следующие фазы газораспределения:

впуск — начало (точка r') за 25° до в. м. т. и окончание (точка а") — 60º после н. м. т.;

выпуск — начало (точка b') за 60° до н. м. т. и окончание (точка, а') — 25° после в. м. т.

С учетом быстроходности дизеля принимается угол опережения впрыска θ = 22° (точка с') и продолжительность периода задержки воспламенения Δφ1=10° (точка f),

Для бензинового

Так как рассчитывае­мый двигатель достаточно быстроходный (n = 5800 об/мин), то фа­зы газораспределения устанавливают с учетом получения хорошей очистки цилиндра от отработавших газов и возможности дозарядки в конце впуска. В связи с этим начало открытия впускного кла­пана (точка r') принимают за 18° до прихода поршня в в.м.т., а закрытие (точка а") - через 70° после прохода поршнем н.м.т.; начало открытия выпускного клапана (точка b') принимают за 55° до прихода поршня в н.м.т., а закрытие (точка а') - через 25° после прохода поршнем в.м.т. С учетом быстроходности двига­теля принимают и угол опережения зажигания θ = 35°, а продолжи­тельность периода задержки воспламенения Δβ1 = 5°.

В соответствии с принятыми фазами газораспределения, углом опережения впрыска (зажигания) и периодом задержки воспламенения опреде­ляется положение точек (b', r', а', а", с' и f – для дизеля)и для точек (r',a',a'',c',f, и b' – для бензинового)по формуле для переме­щения поршня.

где λ — отношение радиуса кривошипа к длине шатуна. Выбор ве­личины λ производится при проведении динамического рас­чета, а при построении индикаторной диаграммы ориенти­ровочно установим λ =0,260…0,265.

Для дизеля

Расчеты ординат точек b', r', а', а", с' и f – дизеля сведены в табл. 13.

Таблица 13.

Для бензинового

Расчеты ординат точек r', а', а", с', f и b' сведены в табл. 11.

Таблица 11


Положение точки с" определяется из выражения

Точка zД лежит на линии z'z ориентировочно вблизи точки z.

Для дизеля

Нарастание давления от точки с" до zДсоставляет

где 10° — положение точки zД по оси абсцисс.

Соединяя плавными кривыми точки: r с а', с' с с" и далее с zд и кривой расширения, b' с b" и далее с r' и r, получаем скругленную индикаторную диаграмму ra'afc"zд b'b"r.

Для бензинового

Нарастание давления от точки с" до zд составляет

где 12° — положение точки zдпо горизонтали (для упрощения дальнейших расчетов можно принять, что действительное макси­мальное давление сгорания рzд достигается через 10° после в. м. т., т. е. при повороте коленчатого вала на 370°).

Действительное давление сгорания

 

Соединяя плавными кривыми точки r с а', с' с с" (см. рис. 19) и далее с zд и кривой расширения, b с b" и линией выпуска, по­лучаем скругленную действительную индикаторную диаграмму ra'ac'fc''zдb'b''r.

 

Рис. 19. Построение индикаторной диаграм­мы двигателя аналитическим методом

 

Конец построения

Приложение

 

Таблица 6.

 

t,Cº Средняя мольная теплоемкость отдельных газов при постоянном объеме, кдж/кмоль- град
Воздух О2 N2 Н2 СО СО2 Н2О
20,800 20,930 20,666 20,390 20,808 27,394 25,188
20,838 21,202 20,746 20,641 20,863 30,091 25,431
20,993 21,629 20,838 20,767 20,993 31,954 25,807
21,215 22, 085 20,988 20,850 21,206 33,624 26,264
21,482 22,571 21,206 20,892 21,478 35,115 26,779
21,788 23,019 21,466 20,934 21,792 36,438 27,319
22,098 23,454 21,746 21,018 22,119 37,623 27,884
22,416 23,840 22,044 21,101 22,404 38,682 28,479
22,722 24,200 22,341 21,227 22,726 39,636 29,082
23,040 24,564 22,625 21,353 23,036 40,528 29,697
23,291 24,811 22,898 21,478 23,320 41,307 30,308
23,559 25,079 23,161 21,604 23,555 42,015 30,915
23,806 25,330 23,413 21,813 23,802 42,668 31,514
24,049 25,552 23,655 21,981 24,120 43,262 32,096
24,271 25,766 23,877 22,148 24,346 43,798 32,665
24,480 25,971 24,091 22,316 24,556 44,301 33,214
24,673 26,163 24,288 22,483 24,748 44,761 33,746
24,857 26,352 24,468 22,651 24,928 45,192 34,265
25,029 26,523 24,639 22,860 25,100 45,598 34,759
25,192 26,691 24,803 23,027 25,259 45,963 35,228
25,343 26,854 24,953 23,195 25,410 46,310 35,684
25,489 27,013 25,096 23,362 25,548 46,637 36,124
25,627 27,172 25,230 23,572 25,682 46,947 36,542
25,761 27,310 25,359 23,739 25,807 47,235 36,944
25,887 27,449 25,481 23,507 25,929 47,495 37,334
26,008 27,591 25,594 24,074 26,038 47,755 37,705

 

 

Значения средней мольной теплоемкости mcv" продуктов сгора­ния бензина (состав: С = 0,855; Н = 0,145) в зависимости от α даны в табл. 8.

 

Таблица 8

Температура t, С° Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания, кдж/кмоль-град, бензина при α
0,75 0,80 0,85 0,50 0,95 1,00 1,05 1,10 1,15 1,20
21,751 21,842 21,925 22,002 22,073 22,138 22,075 22,017 21,964 21,915
22,063 22,184 22,296 22,398 22,493 22,581 22,503 22,432 22,366 22,305
22,335 22,477 22,607 22,727 22,837 22,940 22,853 22,774 22,702 22,635
22,645 22,805 22,952 23,087 23,212 23,328 23,234 23,148 23,068 22,996
22,997 23,174 23,336 23,485 23,623 23,751 23,650 23,558 23,473 23,298
23,371 23,562 23,738 23,899 24,048 24,186 24,079 23,981 23,892 23,809
23,753 23,957 24,144 24,316 24,474 24,621 24,509 24,403 23,312 24,225
24,138 24,354 24,552 24,734 24,902 25,059 24,941 24,832 24,733 24,642
24,520 24,745 24,952 25,142 25,317 25,480 25,358 25,245 25,141 25,048
24,888 25,122 25,337 25,535 25,718 25,887 25,760 25,643 25,536 25,438
25,237 25,480 25,702 25,907 26,095 26,270 26,138 26,017 25,905 25,803
25,570 25,820 26,050 26,261 26,456 26,637 26,500 26,374 26,259 26,153
25,894 26,150 26,385 26,602 26,802 26,987 26,845 26,716 26,597 26,495
26,208 26,469 26,708 26,928 27,131 27,319 27,174 27,040 26,918 26,805
26,496 26,762 27,005 27,235 27,436 27,628 27,479 27,342 27,216 27,100
26,771 27,042 27,290 27,518 27,729 27,924 27,771 27,630 27,502 27,383
27,029 27,303 27,555 27,787 28,001 28,200 28,043 27,899 27,767 27,646
27,269 27,548 27,803 28,039 28,256 28,457 28,297 28,150 28,011 27,891
27,500 27,782 28,040 28,278 28,498 28,701 28,538 28,388 28,251 28,124
27,717 28,002 28,263 28,504 28,726 28,932 28,765 28,613 28,473 28,344
27,921 28,208 28,473 28,716 28,940 29,148 28,978 28,824 28,681 28,573
28,115 28,406 28,672 28,918 29,144 29,354 29,182 29,025 28,880 28,747
28,301 28,593 28,862 29,109 29,337 29,548 29,374 29,214 29,068 28,933
28,477 28,772 29,049 29,298 29,528 29,734 29,557 29,395 29,247 29,110
28,644 28,941 29,213 29,464 29,695 29,910 29,730 29,567 29,373 29,278
28,802 29,101 29,396 29,627 29,879 30,076 29,895 29,729 29,577 29,436

 

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания ди­зельного топлива (состав: С = 0,870; Н = 0,126; 0 = 0,004) - в табл. 9.

Таблица 9

Температура t, °С Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания кдж/кмолъ-град, дизельного топлива при α
1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,8 2,0
22,133 22,593 22,963 23,359 23,788 24,228 24,666 25,105 25,529 25,936 26,319 26,685 27,033 27,365 27,672 27,965 28,239 28,494 28,736 28,964 29,178 29,381 29,574 29,757 29,930 30,094 22,019 22,442 22,794 23,175 23,590 24,018 24,446 24,874 25,288 25,687 26,059 26,416 26,756 27,080 27,379 27,666 27,932 28,181 28,417 28,640 28,848 29,047 29,234 29,414 29,583 29,743 21,922 22,315 22,651 23,020 23,423 23,842 24,260 24,679 25,085 25,478 25,840 26,190 26,523 26,840 27,133 27,414 27,674 27,918 28,149 28,367 28,571 28,765 28,949 29,125 29,290 29,448 21,840 22,207 22,530 22,887 23,281 23,691 24,101 24,513 24,911 25,299 25,653 25,997 26,323 26,635 26,924 27,199 27,454 27,694 27,920 28,134 28,334 28,525 28,705 28,878 29,041 29,196 21,769 22,114 22,425 22,773 23,158 23,561 23,965 24,370 24,762 25,145 25,492 25,831 26,151 26,459 26,742 27,013 27,264 27,500 27,723 27,933 28,130 28,318 28,495 28,665 28,825 28,978 21,707 22,032 22,333 22,674 23,051 23,448 23,845 24,245 24,631 25,010 25,351 25,685 26,001 26,304 26,584 26,851 27,098 27,331 27,550 27,758 27,951 28,137 28,312 28,479 28,637 28,788 21,653 21,960 22,253 22,586 22,956 23,348 23,740 24,135 24,517 24,892 25,227 25,557 25,870 26,169 26,445 26,708 26,953 27,182 27,399 27,604 27,795 27,978 28,150 28,316 28,472 28,621 21,561 21,840 22,117 22,439 22,798 23,181 23,564 23,951 24,324 24,693 25,019 25,343 25,648 25,941 26,212 26,469 26,708 26,933 27,145 27,345 27,532 27,711 27,880 28,042 28,195 28,340 21,487 21,743 22,008 22,320 22,671 23,046 23,422 23,802 24,169 24,533 24,852 25,170 25,470 25,758 26,024 26,276 26,511 26,731 26,940 27,136 27,319 27,495 27,661 27,821 27,971 28,114
Эффективная мощность, Ne, кВт Число оборотов коленчатого вала, n, об/мин Число цилиндров, i Степень сжатие, ε Расположение цилиндров, r – рядное v – образное Топливо Давление наддува, рк, МПа
r бензин б/н
v дизель б/н
r бензин б/н
r дизель 0,17
r бензин б/н
14,5 v дизель б/н
r бензин б/н
v дизель 0,19
9,5 r бензин б/н
14,2 r дизель б/н
8,6 r бензин б/н
15,5 r дизель б/н
7,8 v бензин б/н
v дизель 0,2
8,7 v бензин б/н
15,4 v дизель б/н
8,2 r бензин б/н
r дизель б/н
9,7 r бензин б/н
16,2 r дизель б/н
r бензин б/н
17,2 v дизель 0,165
r бензин б/н
16,5 v дизель б/н
11,7 v бензин 0,175
17,6 r дизель б/н
r бензин б/н
r дизель 0,185
8,4 r бензин б/н
17,3 v дизель 0,16
9,8 v бензин б/н
18,5 v дизель 0,182
10,5 v бензин 0,17
18,2 r дизель б/н
11,2 r бензин 0,187
17,8 v дизель б/н
8,8 r бензин б/н
17,9 v дизель 0,192
7,8 r бензин б/н
v дизель б/н
v бензин б/н
17,8 r дизель б/н
v бензин 0,177
16,7 v дизель 0,183
9,7 r бензин б/н
17,3 r дизель 0,195

Исходные данные к курсовой работе







Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.235.29.190 (0.014 с.)