Транспортные двигатели (стр. 2 из 2)
Объем цилиндра в точке Z определяется по формуле:
Vz = Vcr; (5.2)
Vz = 0,054 · 10– 3× 1,296 = 0,070 · 10– 3 м3.
Степень последующего расширения определяется по формуле:
d = e / r; (5.3)
d = 14,5 / 1,296 = 11,188.
Давление и температура в цилиндре в конце процесса расширения определяются по формулам:
(5.4) 
(5.5)где n2– показатель политропы расширения, n2 = 1,26 [2].
Рв = 6,7 / 11,1881,26 = 0,320 МПа;
Тв = 2089 / 11,1881,26 – 1 = 1117 К.
6 Индикаторные показатели работы двигателя
После определения параметров характерных точек индикаторной диаграммы вычисляются показатели рабочего процесса.
Средним индикаторным давлением Рi называют отношение работы газов за цикл Li к рабочему объему Vhчетырехтактного двигателя. Среднее индикаторное давление теоретического цикла для дизелей определяется по формуле:
(6.1) 
Среднее индикаторное давление действительного цикла для четырехтактного двигателя определяется по формуле:
Рi = jп Рi¢,(6.2)
где jп – коэффициент полноты индикаторной диаграммы, jп = 0,94 [2].
Рi = 0,94 · 0,882 = 0,829 МПа.
Индикаторный коэффициент полезного действия hi характеризует степень совершенства рабочего процесса в двигателе и представляет собой отношение теплоты, эквивалентной индикаторной работе цикла, к теплоте сгорания топлива:
(6.3) 
Удельный индикаторный расход топлива определяется по формуле:
(6.4) 
г/кВт.ч.Индикаторная мощность двигателя определяется по формуле:
(6.5)где i – число цилиндров двигателя, i = 6;
n – частота вращения коленчатого вала двигателя, n = 3800 об/мин;
t – коэффициент тактности двигателя, для 4-х тактных ДВС t = 4,
кВт.7 Эффективные показатели работы двигателя
Эффективные показатели характеризуют двигатели в целом, так как учитывают не только потери теплоты, но и механические потери в двигателе. Для их определения вначале находят среднее давление механических потерь:
Рм = 0,103 + 0,012 Cm, (7.1)
где Сm – средняя скорость поршня, м/с:
(7.2) 
Среднее давление механических потерь равно:
Рм = 0,103 + 0,012 · 12,92 = 0,258 МПа.
Среднее эффективное давление определяется по формуле:
Ре = Рi – Рм; (7.3)
Ре = 0,829 – 0,258 = 0,571 МПа.
Механический КПД двигателя определяется по формуле:
(7.4) 
Эффективный КПД двигателя определяется по формуле:
hе = hihм ; (7.5)
hе = 0,374 × 0,689 = 0,258.
Удельный эффективный расход топлива определяется по формуле:
(7.6) 
Эффективная мощность двигателя, определяется по формуле:
Nе = Nihм.(7.7)
Nе = 113,88 × 0,689 = 78,46 кВт.
8 Построение индикаторной диаграммы
Индикаторная диаграмма строится в координатах давление Р – V. По оси абсцисс откладываются вычисленные ранее объемы Va, Vc, Vz, Vв, соответствующие положению характерных точек индикаторной диаграммы. По оси ординат откладываются вычисленные ранее давления Pa, Pc, Pz, Pв. По значениям объемов и давлений находим положение характерных точек индикаторной диаграммы ("а", "с", "z", "в").
Далее необходимо определить координаты промежуточных точек политроп сжатия "а" – "с" и расширения "z" – "b". Для этого выразим значение давлений Р этих политроп при заданном текущем объеме V.
Расчет политропы сжатия
(8.1)Расчет политропы расширения
(8.2)Объем цилиндра определяется по формуле:
V = Vc + FпS.(8.3)
Ход поршня определяется по формуле:
S = R(1 – cosj + l (1 – cos2j) / 4), (8.4)
где R – радиус кривошипа коленчатого вала (берется по заданию как половина
хода поршня), R = 0,051 м;
j – угол поворота коленчатого вала, град.
l – отношение радиуса кривошипа к длине шатуна:
(8.5)где lш – длина шатуна, lш = 0,26 м.
Пример расчета при j = 180º.
S = 0,051 · (1 – cos 180º + 0,196 · (1 – cos (2 · 180º)) / 4) = 0,102 м;
Результаты расчетов политропных процессов расширения и сжатия приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Результаты расчета политропных процессов сжатия и расширения
| j, ° | S, м | V=Vc+ Fп× S, м3 | Сжатие | Расширение | ||||
| Va/ V | (Va/V)n1 | P, МПа | V / Vz | (V/Vz)n2 | P, МПа | |||
| 180 | 0,102 | 0,777 · 10–3 | 1 | 1 | 0,088 | 11,188 | 20,962 | 0,320 |
| 210 | 0,096 | 0,734 · 10–3 | 1,059 | 1,080 | 0,095 | 10,486 | 19,318 | 0,347 |
| 240 | 0,080 | 0,621 · 10–3 | 1,251 | 1,353 | 0,119 | 8,871 | 15,648 | 0,428 |
| 270 | 0,056 | 0,451 · 10–3 | 1,723 | 2,084 | 0,183 | 6,443 | 10,458 | 0,641 |
| 300 | 0,029 | 0,259 · 10–3 | 3,000 | 4,407 | 0,388 | 3,700 | 5,199 | 1,289 |
| 330 | 0,008 | 0,111 · 10–3 | 7,000 | 13,832 | 1,217 | 1,586 | 1,788 | 3,747 |
| 360 | 0 | 0,054 · 10–3 | 14,5 | 36,970 | 3,253 | 1 | 1 | 6,7 |
Индикаторная диаграмма дизельного двигателя изображена на рисунке 1.
Список использованных источников
1 В. М Кленников., Ю. И. Боровских и др. Устройство автомобиля. – М.: Высшая школа, 1978. – 165 с.
2 С. И. Сухопаров, Р. К. Гизатуллин. Термодинамика и транспортные двигатели: методические указания по выполнению контрольной работы "Расчет рабочего процесса автотранспортного двигателя". – Гомель/БелГУТ , 2005. – 18 с.
Содержание
| Введение……………………………………………………………………. | 3 |
| 1 Расчет объема камеры сгорания………………………………………… | 4 |
| 2 Расчет процесса наполнения……………………………………………. | 5 |
| 3 Расчет параметров сжатия рабочего тела в цилиндре………………… | 6 |
| 4 Расчет процесса сгорания……………………………………………….. | 7 |
| 5 Расчет процесса расширения……………………………………………. | 10 |
| 6 Индикаторные показатели работы двигателя………………………….. | 11 |
| 7 Эффективные показатели работы двигателя…………………………... | 13 |
| 8 Построение индикаторной диаграммы………………………………… | 15 |
| Список использованных источников……………………………………... | 18 |