Файл: Zapiska-1.docx

где  плотность заряда на впуске; = 1,45 кг/м³ [1].

Удельный индикаторный расход топлива , г/(кВтч), равен

= г/(кВтч). (2.34)

Среднее давление механических потерь , МПа, определяется из эмпирического выражения в соответствии с данными таблицы 2.2 [1]:

= =0,024+0,053 МПа, (2.35)

где – скорость поршня, м/с. При этом:

= = =20,8 м/с, (2.36)

где S – ход поршня (выбран предварительно по прототипу ДВС),

S=104мм

Среднее эффективное давление , МПа:

= = 0,94 – 0,13 0,8 МПа. (2.37)

Механический коэффициент полезного действия:

= =0,8/0,940,86 (2.38)

Литраж двигателя , л, равен:

= л (2.39)

Рабочий объем цилиндра V_h, л, равен:

V_h = =2,86/4 л (2.40)

Диаметр цилиндра D, мм, равен:

D = = (2.41)

Ход поршня , мм, равен:

мм (2.42)

Уточненная скорость поршня определяется по формуле (2.36) с учетом значения :

= ==20,79 м/с.

Поскольку =20,8-20,79=0,01 м/с < 0,5 м/с, то возвращаться к расчету механических потерь не нужно.

Вычисляем основные параметры и показатели двигателя:

- литраж двигателя , л, равен:

= = = л (2.43)

- эффективная мощность , кВт, равна:

= кВт (2.44)

- литровая мощность , кВт/л, равна:

= =114,65/2,8640,07 кВт/л. (2.45)

- эффективный крутящий момент , Нм, равен:

= = Нм. (2.46)

- эффективный коэффициент полезного действия:

= =0,860,250,21. (2.47)

- удельный эффективный расход топлива , г/(кВтч), равен:

г/(кВтч). (2.48)

- часовой расход топлива , кг/ч, равен:

= =387,49114,8610^-3 кг/ч. (2.49)

2.9 Построение индикаторной диаграммы

По методике, представленной в [2], построили графическим методом индикаторную диаграмму проектируемого 4-х цилиндрового двигателя.

Для построений вычислили значения следующих величин:

=85,8/(10,5-1)=9,03 мм, (2.50)

= =arctg, (2.51)

= =arctg (2.52)

=0,25/2=5,32 мм (2.53)

где λ – отношение радиуса кривошипа к длине шатуна; λ = 0,25 [1].

Из начала координат под углом =16 к горизонтальной оси проводим луч ОК, угол обычно выбираем из интервала 15...20.

Под углами =21,3 и =18,78 к вертикальной оси проводим лучи ОМ и ОN.

Для построения политропы сжатия из точки C проводим горизонтальную линию до пересечения с вертикальной осью. Из полученной точки под углом 45 проводим прямую линию до пересечения с лучом ОМ, а из полученной точки пересечения – горизонтальную линию. Затем из точки C опускаем перпендикуляр к горизонтальной оси до пересечения с лучом ОК. Из полученной точки проводим прямую линию под углом 45 к вертикали до пересечения с горизонтальной осью, а из этой точки восстанавливаем перпендикуляр к горизонтальной оси до пересечения с ранее проведенной горизонтальной линией. Полученная точка принадлежит политропе сжатия. Последующие точки политропы сжатия находим аналогичным построением, но за начальную берем точку, полученная перед этим.

Указанные построения повторяем до получения требуемого числа точек политропы сжатия. Точки соединяем плавной кривой, образующей политропу сжатия индикаторной диаграммы.

Построение политропы расширения производим аналогично построению политропы сжатия.

Из точки Z проводим горизонтальную линию до пересечения с вертикальной осью, из точки их пересечения под углом 45 к вертикали проводим прямую линию до пересечения с лучом ОN, а из этой точки проводим горизонтальную линию до пересечения с продолжением вертикальной линии, полученной при нахождении аналогичной точки политропы сжатия. В месте пересечения этих линий получаем точку, принадлежащую политропе расширения.

Подобным образом строим следующие точки политропы расширения, выбирая каждый раз за начальную точку последнюю, полученную при предыдущем построении. Затем все точки соединяем плавной кривой, образующей политропу расширения.

После построения политроп сжатия и расширения производим скругление индикаторной диаграммы с учетом предварения открытия выпускного клапана, опережения зажигания и скорости нарастания давления, а также наносим линии впуска и выпуска.

Для этой цели под горизонтальной осью проводим на пути поршня S, как на диаметре, полуокружность радиусом S/2. Из центра полуокружности О' в сторону нижней мертвой точки (н.м.т.) откладываем отрезок О'О₁ мм, длиной 5,32 мм.

Из точки под углом (угол опережения открытия выпускного клапана), проводим луч . Полученную точку , соответствующую открытию выпускного клапана, сносим на политропу расширения (точка b').

Луч проводят под углом , соответствующем углу опережения зажигания ( = 20...30), а точку сносим на политропу сжатия, получая точку d'. Положение точки с'' (действительное давление в конце такта сжатия) определяем как , а положение точки z' (действительное максимальное давление цикла) определяется по . Точка b'' располагается между точками b и а. Затем проводим плавную линию d'c''z' изменения кривых сжатия и сгорания в связи с углом опережения зажигания и линию – в связи с предварением открытия выпускного клапана.

Далее проводим линии впуска и выпуска, соединяя их в точке r. В результате указанных построений получаем действительную индикаторную диаграмму.

Индикаторная диаграмма бензинового двигателя, полученная в результате построения, приведена на первом листе графической части.