Расчет двигателя внутреннего сгорания (стр. 3 из 4)

(6.4)

7. Определение индикаторных показателей цикла

Удельная работа цикла:

(7.1)

Среднее индикаторное давление цикла:

(7.2)

Индикаторный КПД цикла:

(7.3)

Удельный индикаторный расход топлива:

(7.4)

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЦИКЛА

Давление механических потерь:

р_М = а+в∙с_п , МПа; (8.1)

р_М = 0,09+0,0135∙10,4 = 0,1804

Среднее эффективное давление

р_е = р_i – p_м , МПа(8.2)

р_е = 0,783 – 0,1804 = 0,6026

Эффективный КПД:

(8.3)

Удельный эффективный расход топлива:

(8.4)

Диаметр цилиндра:

(8.5)

Ход поршня:

, дм(8.6)

Рабочий объём:

(8.7)

Эффективная мощность:

(8.8)

Таблица 8.1

Сравнение показателей

Показатель	Рассчитываемый двигатель	Двигатель-прототип
Nе, кВт	164,09	154
n, мин-1	2600	2600
D, мм	126	120
pе, МПа	0,655	0,6026
gе, г/кВт∙ч	223	178

АНАЛИЗ ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА

В результате увеличения рабочего объёма цилиндра с 1,356 л до 1,592 л. произошло повышение мощности двигателя с 154 кВт до 164,09 кВт. Удельный эффективный расход топлива повысился значительно. Считаю данное мероприятие нецелесообразным.

8.1 Определение мощностных показателей

n_min=600 мин^-1; n_н=2600 мин^-1;

Таблица 8.1

n1	n2	n3	n4	n5	n6	n7	n8
600	900	1200	1500	1800	2100	2400	2600

Изменение среднего эффективного давления:

(8.9)

где р_еМАХ – максимальное значение среднего эффективного давления по внешней характеристике:

р_еМАХ = К_М∙р_ЕН, [МПа](8.10)

Р_еМАХ = 0,6026∙1,15 = 0,6926;

где К_м – коэффициент приспособляемости по крутящему моменту (К_м=1,15);

р_ен - среднее эффективное давление на номинальном режиме;

а_р – постоянная величина,

а_р = Р_ЕН(К_м-1)/(n_н-n_м)²=2,79∙10^-7

n_н ,n_м - частоты вращения на номинальном и максимальном режиме работы (n_н*0,7=n_м);

n_m= 1820 мин^-1

Механический КПД:

(8.11)

Крутящий момент:

(8.12)

8.2 Определение экономических показателей

К экономическим показателям двигателя относятся удельный эффективный расход топлива и эффективный КПД.

Эффективный удельный расход топлива:

п_у = П_е . Т_уб хг.кВт∙чъ (9ю1)

где Gt – часовой расход топлива может быть найден:

[кг/ч] (9.2)

Цикловой расход топлива можно допустить пропорциональным среднему индикаторному давлению:

(9.3)

где G_ТЦН, р_iН - цикловой расход топлива и среднее индикаторное давление на номинальном режиме работы;

Величина циклового расхода на номинальном режиме:

(9.4)

;

Удельный эффективный расход топлива по скоростной характеристике, для карбюраторного двигателя:

(9.5)

Часовой расход топлива:

G_t = g_e∙N_e / 1000, [кг/ч] (9.6)

8.3 Внешняя скоростная характеристика

Для оценки динамических качеств и экономичности проектируемого автомобиля необходимо знать внешнюю скоростную характеристику двигателя. Эту характеристику можно получить расчетным путем, используя результаты теплового расчета.

Внешняя характеристика определяется для интервала от минимальной частоты вращения вала до номинальной. Шаг расчета выбирается так, чтобы получить восемь расчетных режимов по характеристике. Для дизельных двигателей минимальная частота вращения выбирается из интервала 600-700 об/мин.

Определение показателей по ВСХ

n, мин-1	600	900	1200	1500	1800	2100	2400	2600
ре, МПа	0,4847	0,6639	0,7928	0,8714	0,8999	0,8781	0,8061	0,7303
рм, МПа	0,0697	0,08455	0,0994	0,11425	0,1291	0,14395	0,1588	0,1687
рi, МПа	0,5544	0,7484	0,8922	0,9857	1,0290	1,0221	0,9649	0,8990
Ne, кВт	18,032	37,043	58,981	81,043	100,428	114,332	119,954	117,717
М, Н∙м	287,012	393,068	469,389	515,974	532,824	519,939	477,318	432,385
ηм	0,874	0,887	0,889	0,884	0,875	0,859	0,835	0,812
Gt, кг/ч	5,233	9,781	14,397	18,668	22,375	25,319	27,147	27,428
ge,г/кВт∙ч	277,760	252,722	233,622	220,460	213,236	211,949	216,600	223,000

9. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ УСЛОВНОЙ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ СГОРАНИЯ НА ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОЕКТИРУЕМОГО ДВИГАТЕЛЯ

, град ПКВ	, МДж/кг		, МПа	, г/КВт*ч	, К	, МПа
80	0,7959	0,4989	0,7920	169,787	1857,9	7,557
85	0,7932	0,4972	0,7893	170,371	1829,4	7,385
90	0,7897	0,4950	0,7857	171,137	1804,6	7,225
95	0,7854	0,49,23	0,7815	172,056	1779,9	7,077
100	0,7807	0,4893	0,7768	173,107	1755	6,77
105	0,7754	0,4861	0,7716	174,273	1730,6	6,811
110	0,7699	0,4826	0,7660	175,536	1706,3	6,692
115	0,7640	0,4789	0,7602	176,891	1683,1	6,581
120	0,7578	0,4750	0,7541	178,320	1661,3	6477

ВЫВОД

При уменьшении продолжительности сгорания происходит снижение максимального давления цикла, максимальной температуры цикла, удельного индикаторного расхода топлива. Индикаторная работа цикла, индикаторный КПД и среднее индикаторное давление цикла повышаются при уменьшении продолжительности сгорания. Исходное значение

=100 град ПКВ считаю наиболее оптимальным для данного двигателя.