Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания (стр. 3 из 10)
Средний показатель адиабаты расширения
определяем по номограмме рис.11, стр.34 
при заданном e=9,3 для значений 
. 
.Средний показатель политропы расширения:
В соответствии с полученной
, принимаем значение 
Определяем давление в конце процесса расширения:
, МПа ;(40)pb=7,57 / 9,31,25= 0,47 МПа;
Определяем температуру в конце процесса расширения:
(41)Tb=2946 / 9,31,251-1 =1687 К.
Проверка ранее принятой температуры остаточных газов:
К ;(42)Тг=1687/
.Погрешность равна:
Δ = 100×(1064-1000) / 1000 = 6,4%.
2.8 Индикаторные параметры рабочего цикла
Определяем теоретическое среднее индикаторное давление:
, МПа ;(43) 
Определяем cреднее индикаторное давление:
МПа, (44)где
- коэффициент полноты диаграммы.рi = 0,96 × 1,217 = 1,168 МПа.
Определяем индикаторный к. п. д. и индикаторный удельный расход топлива:
(45)hi = 1,168 × 14,96 × 0,96 / (43,9 × 1,21 × 0,8) = 0,395;
gi = 3600 / (Hu ×hi), г/кВт×ч ;(46)
gi = 3600 / (43,9 × 0,395) = 208 г/кВт×ч.
2.9 Эффективные показатели двигателя
Предварительно приняв ход поршня
мм, определяем среднее давление механических потерь для карбюраторного четырехцилиндрового двигателя: 
МПа ;(6)где
- средняя скорость, м/c; 
;(47) 
Определяем среднее эффективное давление и механический к. п. д.:
ре = рi - рМ, Мпа ;(48)
ре = 1,168-0,141=1,027МПа ;
hМ = ре / рi , (49)
hМ= 1,027 / 1,168=0,879.
Определяем эффективный к. п. д. и эффективный удельный расход топлива:
hе = hi×hМ , (50)
hе = 0,395 × 0,879= 0,347 ;
gе = 3600 / (Hu ×hе), г/кВт×ч , (51)
gе = 3600 / (43,9 × 0,347) = 236 г/кВт×ч.
Часовой расход топлива определяется:
Gт = ge× Ne / 1000 , (52)
Gт = 236 × 79,3 / 1000 = 18,71 кг/ч.
2.10 Основные параметры цилиндра и двигателя
Определяем литраж двигателя:
, л , (53)где t = 4 -тактность двигателя;
Nе-эффективная мощность двигателя, кВт.
Vл = 30 × 4 × 79,3 / 1,027 × 3310 = 2,8 л.
Определяем рабочий объем одного цилиндра:
, л ;(54)Vh = 2,8 / 4= 0,7 л.
Определяем диаметр цилиндра. Так как ход поршня предварительно был принят
то: 
, мм ;(55) 
Окончательно принимаем
Основные параметры и показатели двигателя определяем по окончательно принятым значениям
, л ;(56)Vл = 3,14 × 1002 × 86 × 4 / 4 ×106 = 2,7 л.
Определяем площадь поршня:
, см2;(57)FП = 3,14 ×102 / 4 = 78,5 см2.
Определяем эффективную мощность:
Nе= ре×Vл×nN / (30 ×t) ,кВт;(58)
Nе = 1,027 × 2,7 × 3310 / (30 × 4) = 76,5 кВт.
Определяем эффективный крутящий момент:
Ме = 3 × 104× Nе / (p× nN) , Н×м ;(59)
Ме =3 ×104×76,5 / (3,14 × 3310) = 220,81 Н×м.
Определяем часовой расход топлива:
GТ= Nе × gе × 10-3, кг/ч ;(60)
GТ = 76,5 × 236 ×10-3 = 18,05 кг/ч .
Литровая мощность двигателя:
, кВт/ л ;(61)Nл = 76,5 / 2,7 = 28,3 кВт/ л.
Скорость поршня:
(62)2.11 Построение индикаторной диаграммы
Индикаторную диаграмму строим для номинального режима работы двигателя, т.е. при
, аналитическим методом.Масштабы диаграммы: – масштаб хода поршня
– масштаб давлений 
. Определяем приведенные величины, соответствующие рабочему объему цилиндра и объему камеры сгорания:АВ = S / МS , мм ;(63)
АВ = 86 /1,0 = 86 мм.
ОА = АВ / (e- 1) , мм ;(64)
ОА=86 / (9,3-1) = 10,4 мм.
Определяем максимальную высоту диаграммы ( точка z ):
МПа. 
.Определяем ординаты характерных точек:
ра / МР = 0,089 / 0,05 = 1,8 мм ;
рс / МР = 1,84 / 0,05 = 36,8 мм ;
рb / МР = 0,47 / 0,05 =9,4 мм ;
рr / МР = 0,118 / 0,05= 2,4 мм ;
рo / МР = 0,1 / 0,05= 2 мм ;
Построение политроп сжатия и расширения аналитическим методом:
а) политропа сжатия :
(65)где ОВ = ОА + АВ, мм;
ОВ = 10,4 + 86 = 96,4 мм.
Отсюда: МР = ра/ МР×(ОВ/ОХ) 
, мм;
рХ / МР =1,8×( 96,4 /ОХ )1,3576, мм.
б) политропа расширения :
(66)Отсюда: рХ / МР= (рb / МР)×(ОВ/ОХ) 
,мм;
рХ / МР = 9,4×(96,4 / ОХ)1,25, мм.
Результаты расчетов точек политроп сводим табл.2.1.
Таблица 2.1.- Результаты расчетов точек политроп.
| № | ОХ, мм | ОВ/ОХ | Политропа сжатия | Политропа расширения | ||||
  |  |  |  |  |  | |||
| 1 | 10,4 | 9,3 | 20,64 | 36,8 | 1,84 (точка с) | 16,24 | 151,4 | 7,57 (точка z) |
| 2 | 12,1 | 8 | 16,83 | 30,3 | 1,52 | 13,45 | 126,4 | 6,32 |
| 3 | 13,8 | 7 | 14,04 | 25,3 | 1,27 | 11,39 | 107,1 | 5,36 |
| 4 | 19,3 | 5 | 8,890 | 16,0 | 0,8 | 7,477 | 70,3 | 3,52 |
| 5 | 24,1 | 4 | 6,567 | 11,8 | 0,59 | 5,657 | 53,2 | 2,66 |
| 6 | 32,1 | 3 | 4,444 | 8,0 | 0,4 | 3,948 | 37,1 | 1,86 |
| 7 | 48,2 | 2 | 2,562 | 4,6 | 0,23 | 2,378 | 22,4 | 1,12 |
| 8 | 64,3 | 1,5 | 1,734 | 2,5 | 0,125 | 1,66 | 15,6 | 0,78 |
| 9 | 96,4 | 1 | 1 | 1,8 | 0,089 (точка а) | 1 | 9,4(точка b) | 0,47 |
Теоретическое среднее индикаторное давление:
, (67)где
- площадь диаграммы (aczba), 
,что очень близко к величине 
, полученной в тепловом расчете.Скругление индикаторной диаграммы осуществляется на основании следующих соображений и расчетов. Так как рассчитываемый двигатель достаточно быстроходный
, 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: