Расчет процессов в двигателе ВАЗ-2103 (стр. 4 из 8)
Среднее индикаторное давление определяем из выражения:
(44) 
1,07 МПа.С учетом скругления индикаторной диаграммы действительное среднее индикаторное давление определим из выражения:
(45) 
1,005 МПа.Индикаторная мощность — это работа, совершаемая рабочим телом за единицу времени. Индикаторный КПД — характеризует степень использования теплоты топлива и долю ее превращения в индикат-ю работу:
(46)
0,31.Индикаторный удельный расход топлива:
(47) 
264,35 
.2.6.2 Определение механических потерь при совершении рабочего цикла
К механическим потерям относятся потери на преодоление сопротивлений сил трения, привод вспомогательных механизмов, газообмен, привод компрессора, масляного насоса, водяного насоса, генератора, прерывателя-распределителя. Для различных типов двигателей величина потерь среднего индикаторного давления приравнивается величине среднего давления механических потерь. Оно определяется из следующего соотношения:
(48) 
0,268 МПа;где
(49) 
14,4 м/с - средняя скорость поршня.2.6.3 Эффективные показатели
Среднее эффективное давление:
(50) 
0,737 МПа.Механический КПД:
(51) 
0,733;Эффективный КПД определяет долю общей теплоты, использованной в рабочем процессе на совершение полезной работы на валу двигателя:
(52) 
0,23.Эффективный удельный расход топлива определяется для оценки экономичности работы двигателя и определяет количество топлива, которое расходуется на воспроизведение одного кВт часа энергии:
(53) 
356,3 .2.7 Определение геометрических размеров цилиндра и кривошипно-
шатунной группы двигателя
Согласно назначенного значения эффективной мощности, заданной частоты вращения и полученных значений эффективных показателей рабочего цикла определим необходимый общий рабочий литраж двигателя:
(54)
0,0017 м3;и рабочий объем одного цилиндра:
(55) 
0,424 л.Определившись с рабочим объемом цилиндра, определим его диаметр, с учетом заданного соотношения хода поршня к диаметру цилиндра S/D:
(56) 
81 мм;округлив, принимаем
81 мм;соответственно отношению (S/D), ход поршня будет равен:
(57) 
81мм;округлив, принимаем
81 мм.После определения размеров диаметра цилиндра и хода поршня уточняем окончательные значения рабочего литража двигателя, эффективной мощности, крутящего момента и часового расхода топлива.
Общий рабочий литраж:
(58)
1,669 л.Эффективная мощность:
(59) 
55,16 кВт.Эффективный крутящий момент:
(60) 
97,6 
.Часовой расход топлива двигателем:
(61) 
19,597 кг/ч.Средняя скорость поршня:
; 14,58м/с.(62)2.8 Построение индикаторной диаграммы
Для графического построения рабочего цикла проектируемого двигателя необходимо построить его индикаторную диаграмму в координатах Р-V (давление-объем).
Индикаторную диаграмму строим на миллиметровой бумаге формата А1 (594х841) (см. рис.1). Для этого необходимо определиться с размерами отрезков ОВ - представляемого полный объем цилиндра на оси абсцисс и отрезка OZ' - выражающего максимальное давление цикла. Отрезок ОВ представляет полный объем цилиндра и состоит из 2-х частей.
(63) 
92мм.Отрезок АВ принимаем равным ходу поршня, что отражает рабочий объем цилиндра в масштабе 1:1.
Отрезок ОА - представляет объем камеры сгорания, его значение определяем из соотношения:
(64) 
10,8 мм;где e - степень сжатия.
Отрезок OZ' — выражающий максимальное давление, определим из соотношения:
(65) 
137 мм;где mр=0,04 - масштаб индикаторной диаграммы по давлению. При этом соотношении OZ/АВ находится в пределах 1,6...1,8 (для наглядности представленной диаграммы).
Таким образом, определяем значения отрезков АВ, ОА, ОВ и OZ' по оси абсцисс откладываем отрезки ОА и АВ.
Из точек О, А и В - проводим три вертикальные линии. Вертикальная линия из точки О - представляет собой ось ординаты по давлению, линия из точки А — выражает объем цилиндра (камеры сгорания) при положении поршня в ВМТ, точка В и вертикальная линия выражает полный объем цилиндра и положение поршня соответствующее НМТ.
Построив основные линии рабочего цикла двигателя, откладываем значения давления в характерных точках ВМТ и НМТ. Для этого необходимо определить их значения в миллиметрах из соотношений:
2,275 мм; (66) 
40,88 мм; 
137,075 мм; 
10,65 мм; 
3 мм; 
2,63 мм.По точке атмосферного давления Р0/mp проводим горизонтальную линию параллельно оси абсцисс.
Точки “с”, “z” и “r” откладываем на вертикальной линии ВМТ (точка А), точки “а” и “в” откладываем на вертикальной линии НМТ (точка В).
Построение политроп сжатия и расширения выполняем аналитическим методом.
Методика построения индикаторной диаграммы аналитическим путем заключается в следующем. Из уравнений политропы сжатия и политропы расширения вычисляется ряд промежуточных точек текущего давления.
Промежуточные значения давления для политропы сжатия в МПа определим по выражению: