Поверочный расчёт двигателя внутреннего сгорания автомобиля ВАЗ 2106 (стр. 5 из 12)

Построение политроп сжатия и расширения аналитическим методом:

а) политропа сжатия

. Отсюда

мм,

где OB = OA + AB = 12,5 + 94 = 106,5 мм;

б) политропа расширения

. Отсюда

мм.

Результаты расчета точек политроп приведены в табл. 2.

Таблица 2

№ точек	OX, мм	OB/OX, мм	Политропа сжатия			Политропа расширения
				Рx/Мр, мм	Рx, МПа		Рx/Мр, мм	Рx, МПа
1	17,6	10,2	24,42	64,62	1,62	18,4	254,24	6,36
2	25,0	7,16	15	39,87	1,00	11,8	163,89	4,10
3	33,0	5,43	10,3	27,21	0,68	8,35	115,80	2,90
4	42,0	4,26	7,35	19,53	0,49	6,16	85,64	2,14
5	51,6	2,90	4,33	14,71	0,37	3,8	66,20	1,65
6	61,6	3,47	5,54	11,53	0,29	4,76	53,04	1,33
7	83,0	1,80	2,25	7,65	0,19	2,09	36,53	0,91
8	105,0	2,16	2,88	5,53	0,14	2,63	27,22	0,68
9	127,0	1,41	1,6	4,26	0,11	1,53	21,45	0,54
10	149,6	1,2	1,29	3,40	0,09	1,26	17,48	0,44

Скругление индикаторной диаграммы осуществляется на основании следующих соображений и расчетов. Так как рассчитывается достаточно быстроходный двигатель (n = 5400 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 (точка r’) устанавливается за 18º до прихода поршня в в.м.т., а закрытие (точка a²) – через 60º после прохода поршнем н.м.т.; начало открытия выпускного клапана (точка b¢) принимается за 55º до прихода поршня в н.м.т., а закрытие (точка a¢) через 25º после прохода поршнем в.м.т. Учитывая быстроходность двигателя, угол опережения зажигания q принимается равным 35º, а продолжительность периода задержки воспламенения - Dj₁ = 5º.

В соответствии с принятыми фазами газораспределения и углом опережения зажигания определяют положение точек r¢, a², a¢, b¢, с¢ и f по формуле для перемещения поршня:

,

где l - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

Выбор величины l производится при проведении динамического расчета, а при построении индикаторной диаграммы предварительно принимается l = 0,285.

Расчеты абсцисс точек r¢, a², a¢, b¢, с¢ и f сведены в табл. 3.

Положение точки c” определяется из выражения

МПа;

мм.

Таблица 3

Обозначение точек	Положение точек	j		Расстояние от в.м.т. (AX), мм
r¢	18º до в.м.т.	18	0,0655	4,32
a¢	25º после в.м.т.	25	0,1223	8,07
a²	60º после в.м.т.	120	1,6069	106,06
с¢	35º до в.м.т.	35	0,2313	15,27
f	30º до в.м.т.	30	0,1697	11,20
b¢	55º до в.м.т.	125	1,6667	110,00

Действительное давление сгорания

МПа;

мм.

Соединяя плавными кривыми точки r с a’; c’ с c” и далее с z_д и кривой расширения b’ с b” (точка b” располагается обычно между точками b и a) и линией выпуска b”r’r, получим скругленную действительную индикаторную диаграмму ra’ac’fc”z_дb’b”r.

Индикаторная диаграмма (в уменьшенном масштабе) приведена на рис. 2.

Рисунок 2 – Индикаторная диаграмма

2.11 Тепловой баланс двигателя

Тепловой баланс двигателя внутреннего сгорания, Вт

,

где Q_о – общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом, Вт; Q_e – теплота, эквивалентная эффективной работе двигателя за 1 с, Вт; Q_r – теплота, потерянная с отработавшими газами, Вт; Q_в – теплота, передаваемая охлаждающей среде, Вт; Q_н.с – теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива, Вт; Q_ост – неучтенные потери теплоты, Вт.

Общее количество теплоты, введенной в двигатель при номинальном тепловом режиме

Вт.

Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 с

Вт.

Теплота, потерянная с отработавшими газами, Вт

,

где

– теплоемкость отработавших газов, кДж/(кмоль·град); – теплоемкость свежего заряда, кДж/(кмоль·град).

При коэффициенте избытка воздуха α = 0,97 и уточненной температуре отработавших газов t_r = T_r – 273 = 1055 – 273 = 782 ºC теплоемкость отработавших газов равна

= 25,154 кДж/(кмоль·град) [1, табл. 3.8]

При температуре t₀ = 20 ºC теплоемкость свежего заряда равна

= 20,775 кДж/(кмоль·град) [1, табл. 3.6]