Эффективные показатели двигателя
1) Предварительно приняв ход поршня S = 92 мм, получим значение средней скорости поршня при nN =4500 мин-1
м/с (3.41)
2) Среднее давление механических потерь:
МПа (3.42)
3) Среднее эффективное давление:
МПа (3.43)
4) Механический КПД
(3.44)
Показателями экономичности работы двигателя в целом (а не только его действительного цикла) служат удельный эффективный расход топлива ge и эффективный КПД h е. 5) Эффективный КПД:
(3.45)
6) Эффективный удельный расход топлива:
г/(кВт·ч) (3.46) Основные параметры цилиндра и двигателя
1) Литраж двигателя
л (3.47)
где t = 4 – количество тактов двигателя.
2) Рабочий объем одного цилиндра:
л (3.48)
где i = 4 – количество цилиндров двигателя. 3) Диаметр цилиндра. Так как ход поршня предварительно был принят S = 81 мм, то:
мм (3.49)
Окончательно принимаем D =93 мм, S = 92 мм. Основные параметры и показатели двигателя определяем по окончательно принятым значениям и : Площадь поршня:
см2 (3.50)
Литраж двигателя:
л (3.51)
Мощность двигателя: кВт (3.52) Литровая мощность двигателя:
кВт/л (3.53) Крутящий момент:
Нм (3.54)
Часовой расход топлива:
кг/ч (3.55)
Расчет и построение индикаторной диаграммы Индикаторная диаграмма строится с целью проверки полученного аналитическим путем значения среднего индикаторного представления протекания рабочего цикла в цилиндре рассчитываемого двигателя. Индикаторная диаграмма двигателя построена для номинального режима работы двигателя, т.е. при Ne =85 кВт и n =4500 мин-1, аналитическим методом. Масштаб диаграммы: масштаб хода поршня Ms =1 мм в мм; масштаб давления Mp =0.05 МПа в мм. Величины в приведенном масштабе, соответствующие рабочему объему цилиндра и объему камеры сгорания:
мм (3.56) мм (3.57) Максимальная высота диаграммы (точка )
мм (3.58)
По данным теплового расчета на диаграмме откладываем в выбранном масштабе величины давлений в характерных точках. Ординаты характерных точек:
мм мм (3.59) мм мм мм Построение политропы сжатия и расширения аналитическим методом: а) политропа сжатия . Отсюда:
мм, (3.60)
где: мм;
б) политропа расширения . Отсюда: мм; (3.61)
Результаты расчета точек приведены в табл. 3.1 Теоретическое среднее индикаторное давление:
МПа (3.62)
где 2160 мм2 – площадь диаграммы . Таблица 3.1
Величина 1,1739 МПа, полученная планиметрированием индикаторной диаграммы, очень близка к величине 1,1752 МПа, полученной в тепловом расчете. Скругление диаграммы осуществляется на основании следующих соображений и расчетов. Так как рассчитываемый двигатель достаточно быстроходный (n =4500 мин-1), то фазы газораспределения необходимо устанавливать с учетом получения хорошей очистки цилиндра от отработавших газов и обеспечения дозарядки в пределах, принятых в расчете. В связи с этим начало открытия впускного клапана устанавливается за 18є до прихода поршня в ВМТ, а закрытия – через 60є после прохода поршня НМТ. Начало открытия выпускного клапана принимается за 55є до прихода поршня в НМТ, а закрытие точка – через 25є после прохода поршнем ВМТ. Учитывая быстроходность двигателя, угол опережения зажигания принимается равным 35є, а продолжительность периода задержки воспламенения – . В соответствии с принятыми фазами газораспределения и углом опережения зажигания определяем положение точек и по формуле для перемещения поршня.
(3.63)
где - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна. Выбор величины производится при проведении динамического расче-та, а при построении индикаторной диаграммы предварительно принимается l =0,285. Расчеты ординат точек и сведены в табл. 3.2. Положение точки определяется из выражения:
МПа (3.64)
мм (3.65)
Таблица 3.2 Расчет ординат точек и
Действительное давление сгорания:
МПа (3.66)
мм (3.67)
Нарастание давления от точки до z Д составляет 6.356-2.3526=4,003 МПа или 4.003/10=0.4 МПа/град п.к.в., где 10 – положение точки z Д по оси абсцисс, град. Соединяя плавными кривыми точки r с , с и далее с z Д и кривой расширения с (точка располагается между точками b и a) и линией выпуска , получаем скругленную индикаторную диаграмму .
КИНЕМАТИКА
1) Выбор λ и длины Lш шатуна. В целях уменьшения высоты двигателя без значительного увеличения инерционных и нормальных сил отношение радиуса кривошипа к длине шатуна предварительно было принято в тепловом расчете λ=0.285. В соответствии с этим
мм (4.1)
Построив кинематическую схему кривошипно-шатунного механизма (рис. 4.1), устанавливаем, что ранее принятые значения Lш и λ обеспечивают движение шатуна без задевания за нижнюю кромку цилиндра. 2) Перемещение поршня.
мм. (4.2)
Расчет Sx производится аналитически через каждые 10є угла поворота коленчатого вала Значения для при различных φ взяты из табл. 7.1 [1] и занесены в гр. 2 расчетной табл. 4.1. 3) Угловая скорость вращения коленчатого вала
рад/с (4.3)
Скорость поршня
м/с. (4.4) Значения для взяты из табл. 7.2 [1] и занесены в гр. 4, а рассчитанные значения V п – в гр. 5 табл. 4.1. 5) Ускорение поршня
м/с2 (4.5)
Значения для взяты из табл. 7.3 [1] и занесены в гр. 6, а рассчитанные значения j – в гр. 7 табл. 4.1.
Таблица 4.1 Кинематический расчет
ДИНАМИКА
Силы давления газов
Индикаторную диаграмму, полученную в тепловом расчете, развертывают по углу поворота кривошипа по методу Брикса. Для этого под индикаторной диаграммой строят вспомогательную полуокружность радиусом R=S/2. От центра полуокружности (точка О) в сторону НМТ откладываем поправку Брикса равную
мм (5.1)
где Мs=1мм в мм – масштаб хода поршня на индикаторной диаграмме. Полуокружность делят лучами от центра О на несколько частей, а из центра Брикса (точка О¢) проводят линии, параллельные этим лучам. Точки, полученные на полуокружности, соответствуют определенным углам j (на лист 2 интервал между точками равен 30°). Из этих точек проводят вертикальные линии до пересечения с линиями индикаторной диаграммы и полученные величины давлений откладывают на вертикали соответствующий углов j. Развертку индикаторной диаграммы начинаем от ВМТ в процессе хода выпуска. При этом следует учитывать, что на свернутой индикаторной диаграмме давление отсчитывают от абсолютного нуля, а на развернутой показывают избыточное давление над поршнем ∆Pr = Pr - Po. Следовательно, давления в цилиндре двигателя, меньшие атмосферного, на развернутой диаграмме будут отрицательными. Силы давления газов, направленные к оси коленчатого вала, считаются положительными, а от коленчатого вала – отрицательными. Масштабы развернутой диаграммы: давлений и удельных сил Мр=0.05 МПа в мм; полных сил Мр = Мр Fn=0.05·0.00679291=0.00034 МН в мм; угла поворота кривошипа М j = 3° в мм, или
рад в мм (5.2) где ОВ=240 мм – длина развернутой индикаторной диаграммы. По развернутой диаграмме через каждые 10° угла поворота кривошипа определяют значения ∆рг и заносят в гр.2 сводной таблицы 5.1 динамического расчета (в таблице 5.1 значения даны через 10°).
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (216)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |