Проектирование систем двигателей внутреннего сгорания (стр. 2 из 18)

Относительная ошибка составляет:

что допустимо.

2.5. Определение параметров, характеризующих цикл в целом

Среднее индикаторное давление теоретической диаграммы:

Действительное среднее индикаторное давление:

где φ – коэффициент полноты индикаторной диаграммы

φ = 0,95 [1, стр. 11]

P_i = 0,95 · 0,912 = 0,866 Мпа

Индикаторный КПД:

где l_o – теоретическая масса воздуха, необходимая для сгорания 1 кг топлива:

;

ρ_k – плотность заряда на впуске:

где R_b – удельная газовая постоянная воздуха

R_b = 287 Дж / (кг град) [2, стр. 45]

Удельный индикаторный расход топлива:

2.6. Определение параметров, характеризующих двигатель в целом

Среднее эффективное давление:

где

η_м – механический КПД

η_м= 0,75 [1, стр. 11]

Удельный эффективный расход топлива:

Эффективный КПД:

2.7. Определение основных размеров двигателя

Рабочий объем (литраж) двигателя:

где τ – тактность двигателя, τ = 4;

N_e – эффективная мощность

N_e = 46 кВт [по заданию]

n – частота вращения коленчатого вала,

n = 1700 об/мин [по заданию]

Рабочий объем одного цилиндра:

где i – число цилиндров

Диаметр цилиндра:

где S/D – отношение хода поршня к диаметру цилиндра

S/D = 1,1 [по заданию]

Принимаем D = 110 мм

Ход поршня:

Принимаем S = 125 мм

Действительный литраж двигателя:

Мощность, развиваемая при принятых размерах:

Литровая мощность:

.

Принимаем: D = 110 мм; S = 125 мм

Действительный литраж двигателя:

Мощность:

Литровая мощность:

Часовой расход топлива:

Средняя скорость поршня:

Часовой расход топлива:

Средняя скорость поршня:

2.8. Построение индикаторной диаграммы

Масштабы диаграммы:

Масштаб хода поршня М_s = 1:1 (мм в мм)

Масштаб давлений М_р = 0,04:1 (МПа в мм)

Приведенные величины рабочего объема цилиндра и объема камеры сгорания соответственно:

АВ = S / M_s; AB = 125 / 1 = 125 мм;

Максимальная высота диаграммы (точки Z^' и Z^'') и положение точки Z^'' по оси абсцисс:

Z^'Z^'' = OA·(ρ – 1)

Z^'Z^'' = 8,3(1,5 – 1) = 4,15 мм

Ординаты характерных точек:

Построение политроп сжатия и расширения проводится графическим методом:

а) для луча ОК принимаем угол α = 15º;

б) t_g β₁ = (1 + t_g α)ⁿ¹ – 1;

t_g β₂ = (1 + t_g α)ⁿ² – 1;

t_g β₁ = (1 + t_g 15)^1,25 – 1 = 0,345

β₁ = 19º;

t_g β₂ = (1 + t_g 15)^1,37 – 1 = 0,384

β₂ = 21º.

в) используя лучи ОМ и ОК строим политропу сжатия, начиная с точки С;

г) используя лучи ОN и ОК строим политропу расширения, начиная с точки Z^''.

Скругление индикаторной диаграммы производим с учетом предварения открытия выпускного клапана и угла опережения впрыска топлива.

Для двигателя Д – 244

Угол опережения открытия выпускного клапана γ = 56 º

Угол опережения впрыска топлива θ = 17 º

Получаем точки b^' и d^'.

Величина отрезка О^'O^'₁:

где L – длина шатуна

L = 230 мм [1, стр. 31]

Положение точки С^'' определяется из выражения:

Точка Z лежит на линии Z^'Z^'' ориентировочно вблизи точки Z^''

Точка b^'' находится на середине расстояния ba.

Проводим плавные кривые d^'c^'' изменения линии сжатия в связи с опережением впрыска и b^'b^'' изменения линии расширения в связи с предварением открытия выпускного клапана.

Проводим линии впуска и выпуска.

В результате указанных построений получаем действительную индикаторную диаграмму r a^' a d^' c^'' z b^' b^'' r.

Пользуясь построенной индикаторной диаграммой, учитывая масштаб M_p заполняем таблицу 1 (см. стр. ).