Индикаторные коэффициент полезного действия

и удельный расход топлива (h_i и g_i, г/кВт·ч) определяются по формулам

                                                ,                                                       (33)

 

Среднее эффективное давление (p_e, кПа) и эффективный к.п.д. (h_i)

определяются из выражений

 

 р_е = р_i* h _м,     h _м = h _i *h _м                                                                             (34)

 

Эффективный удельный и часовой расход топлива (g_e, г/кВт×ч и G_т, кг/ч)

находятся из выражений

                                                               (35)

3.7 Основные размеры двигателя

 

Рабочий объем и диаметр цилиндра (V^’_h, м³ и D, м) находятся по формуле

                                                                                                                           (36)

где   N_e - принятая эффективная мощность двигателя, кВт;

     w - номинальная частота вращения двигателя, с^-1;

w = p *n_н/30

      i - число цилиндров;

      y - отношение хода поршня к диаметру цилиндра (по прототипу).

По округленному диаметру (с точностью до 1 мм) находим ход поршня  

          S = y·D, м.                                                                                       (37)

     Полученное значение S округляется с точностью до 1 мм.

Уточненный рабочий объем цилиндра, радиус кривошипа и длина шатуна (R и L_ш , м) находятся из выражений

                                                                                                                          (38)

 

где l₁ - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна (см. приложение А).

Оъем камеры сгорания (сжатия), полный объем цилиндра и объём газов

вконце впуска, м³

           ,  ,                                            (39)

 

Литровая и удельная мощность двигателя

            

                            ,                                                                                            (40)

 

где     N_л – литровая мощность двигателя, кВт/м³; 

N_п – удельная мощность двигателя, кВт/м².

ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ

 

 

Кинематический расчёт кривошипно-шатунного механизма

 

Перемещение, скорость и ускорение поршня определяются по формулам

                                                        ,      ,,        , мм                            (41)

                                                                                                        

                                                         , м/с                                                  (42)

                                                          

                                                                , м/с²                                                                         (43)

где x, V и j - перемещение, скорость и ускорение поршня,    соответственно;

 a - угол поворота кривошипа, рад; угол a меняется тот 0 до 360⁰ с   шагом 10^о.

Результаты расчета оформляются в виде таблицы и графика (рисунок 1).

Средняя скорость поршня, м/с               

                    V_п.ср = S·n_н/30.                                                                              (44)

Построение индикаторной диаграммы карбюраторного        двигателя

 

Построение политроп сжатия и расширения проводим аналитическим методом: Масштаб хода поршня: М_s=0,9* мм

    Масштаб давлений: М_р=0,05* мм

              * - величина изменяемая.

Приведенные величины, соответствующие рабочему объёму цилиндра и объёму камеры сгорания:

АВ=S/M_s, мм                                                                                        (45)

ОА=АВ/(e-1), мм                                                                                 (46)

Максимальная высота диаграммы (точка z): р_z/M_p, мм.

Ординаты характерных точек:

р_а/М_р, мм    р_b/M_p, мм р_c/M_p, мм р_r/M_p, мм р_о/M_p, мм

Перемещение поршня:

 , мм                               (47)

Политропа сжатия:

 p_x=p_a*(V_a/V_x) ⁿ¹ отсюда

p_x= (р_а/М_р) *(OB/ОХ)ⁿ¹ мм,

где ОВ=ОА+АВ мм.

Политропа расширения:

 p_x=p_b*(V_b/V_x)ⁿ², отсюда   

p_x=(р_b/М_р)*(OB/ОХ)ⁿ².                (48)

 

Результаты расчёта точек политроп сводятся в таблицу 2 и по ним строится индикаторная диаграмма (см. рисунок 2).

В соответствии с принятыми фазами газораспределения и углом опережение зажигания определяют положение характерных точек.

 

 

Таблица 2 - Индикаторная диаграмма (карбюраторный двигатель образец)

ao	ОХ мм	OB/OX	Политропа сжатия			Политропа расширения			ao
			(OB/ОХ)n1	pх/Mр, мм	px, МПа	(OB/ОХ)n2	pх/Mр, мм	рx, МПа
0	12,7	9,00	19,72	40,22	1,810	15,59	167,26	7,527	360
10	13,7	8,36	17,83	36,37	1,636	14,21	152,44	6,860	350
20	16,5	6,90	13,75	28,04	1,262	11,18	119,99	5,399	340
30	21,2	5,39	9,83	20,04	0,902	8,21	88,05	3,962	330
40	27,4	4,17	6,94	14,15	0,637	5,96	63,91	2,876	320
50	34,8	3,28	5,01	10,21	0,460	4,41	47,32	2,130	310
60	43,2	2,64	3,74	7,63	0,343	3,37	36,16	1,627	300
70	52,1	2,19	2,90	5,91	0,266	2,66	28,59	1,287	290
80	61,3	1,86	2,33	4,75	0,214	2,18	23,36	1,051	280
90	70,3	1,62	1,93	3,94	0,177	1,83	19,68	0,886	270
100	78,9	1,45	1,65	3,37	0,152	1,59	17,03	0,767	260
110	86,8	1,31	1,45	2,96	0,133	1,41	15,11	0,680	250
120	93,9	1,22	1,30	2,66	0,120	1,28	13,69	0,616	240
130	100,1	1,14	1,20	2,44	0,110	1,18	12,65	0,569	230
140	105,1	1,09	1,12	2,28	0,103	1,11	11,90	0,535	220
150	109,1	1,05	1,06	2,17	0,098	1,06	11,36	0,511	210
160	111,9	1,02	1,03	2,10	0,094	1,03	11,00	0,495	200
170	113,6	1,00	1,01	2,05	0,092	1,01	10,80	0,486	190
180	114,2	1,00	1,00	2,04	0,092	1,00	10,73	0,483	180

 

 

Таблица 3 – Характерные точки (карбюраторный двигатель)

Обозначение	Положение точек	ao	(1-соsa)+l1/4cosa)	АХ, мм
r'	18° до в.м.т.	18	0,062	3,1
a'	25° после в.м.т.	25	0,094	4,8
a''	60° после н.м.т.	120	1,500	76,1
c'	35° до в.м.т.	35	0,181	9,2
f	30° до в.м.т.	30	0,134	6,8
b'	55° до н.м.т.	125	1,574	79,9

 

Положение точки с'': р_с''/M_p=1,25*р_c/M_p мм                                     (49)

Действительное давление сгорания: р_zД=0,85*р_z мм                       (50)