Расчет двигателя (стр. 2 из 6)
б). Определяем среднее эффективное давление газов:
=1,2096-0,2226=0,987 МПа.в). Определяем механический КПД двигателя:
.г). Определяем эффективный КПД двигателя:
.д). Определяем удельный эффективный расход топлива:
.Полученные расчетные значения (указаны в скобках) индикаторных и эффективных показателей сопоставляем с данными табл.3.
Таблица 3 Предельные значения индикаторных и эффективных показателей современных поршневых двигателей
| Типдвигателя | pi,МПа | hi | bi,г/кВт*ч | pe,МПа | he | be,г/кВт.ч |
| Дизели с наддувом | 0,8…2( 1,2096 ) | 0,42…0,5( 0,42 ) | 200…170( 201,68 ) | 0,7…1,8( 0,987 ) | 0,38…0,45( 0,34 ) | 210…175( 246 ) |
1.7 Определение основных размеров двигателя
а). Определяем рабочий объем одного цилиндра по заданным значениям мощности, частоты вращения и расчетному значению среднего эффективного давления газов (ре):
, л ,где
- число цилиндров двигателя, 
- тактность двигателя. 
.Литраж двигателя состовляет 10,432 л.
б). Выбираем отношение хода (S) поршня к диаметру (D) по прототипу двигателя и задаемся
: по прототипу равняется 1,0: 
, мм;S = (S/D) ×D=1,0*119=119 мм.
Определяем литровую мощность по прототипу и по проектируемому двигателю:
Результаты теплового расчета сводим в табл. 4.
Таблица 4 Характеристика двигателей
| Параметрыдвигателя | Ре,кВт | nн,мин-1 | e | D,мм | S,мм | S/D | Vл ,Л | bе ,г/кВт*ч | Рл,  |
| Прототип | 200 | 2300 | 16,5 | 125 | 125 | 1,0 | 11,85 | 209 | 16,88 |
| Проектир. | 200 | 2300 | 16,5 | 119 | 119 | 1,0 | 10,576 | 246 | 18,91 |
2. Построение расчетной индикаторной диаграммы
Индикаторная диаграмма дизельного двигателя построена для номинального режима работы двигателя, т. е. при Ne= 200 кВт и n = 2300 мин –1, аналитическим методом.
Для дизелей отношение
изменяется в пределах 1…d .Масштабы диаграммы: масштаб хода поршня Ms= 1 мм в мм; масштаб давлений Мр = 0,05 МПа в мм.
Величины в приведенном масштабе, соответствующие рабочему объему цилиндра и объему камеры сгорания:
AB=S/Ms=119/l,0 = 119 мм; ОА = АВ/(ε–1)= 119/(16,5–1)= 7,68 мм.
Максимальная высота диаграммы (точка г) pz/Mp =13,44/0,05=268,8 мм.
Ординаты характерных точек:
pа/Mp=0,198/0,05 = 3,96 мм;
рс/Мр= 8,96/0,05 = 179,26 мм;
рb/Мр=0,511/0,05 = 10,22 мм;
рг/Мр = 0,209/0,05 = 4,18 мм;
рк/Мр=0,22/0,05=4,4 мм.
Построение политроп сжатия и расширения аналитическим методом:
а) политропа сжатия px=pa(Va/Vx)n1. Отсюда
рх/Мр , мм =(ра/Мр)(ОВ/ОХ)n1= 3,96(133,07/ОХ)1,36 мм,
б) политропа расширения px=рb(Vb/Vx)n2 Отсюда
рх /Мр, мм =(рb/Мр)(ОВ/ОХ)n2= 10,22(133,07/ОХ)1,282 мм.
Результаты расчета точек политроп приведены в табл 5.
Таблица 5
| Политропа сжатия | Политропа расширения | |||||||
| № | ОХ | ОВ/ОХ | (ОВ/ОХ)^n1 | px/Mx, мм | рх, Мпа | (ОВ/ОХ)^n2 | px/Mx, мм | рх, Мпа |
| 1 | 7,68 | 16,49 | 46,01 | 179,20 | 8,96 | 35,75 | 268,80 | 13,44 |
| 2 | 10,00 | 12,67 | 32,08 | 127,06 | 6,35 | 25,53 | 209,35 | 10,47 |
| 3 | 20,00 | 6,33 | 12,45 | 49,29 | 2,46 | 10,54 | 86,45 | 4,32 |
| 4 | 40,00 | 3,17 | 4,83 | 19,12 | 0,96 | 4,35 | 35,70 | 1,78 |
| 5 | 60,00 | 2,11 | 2,78 | 10,99 | 0,55 | 2,59 | 21,28 | 1,06 |
| 6 | 80,00 | 1,58 | 1,87 | 7,42 | 0,37 | 1,80 | 14,74 | 0,74 |
| 7 | 90,00 | 1,41 | 1,60 | 6,32 | 0,32 | 1,55 | 12,68 | 0,63 |
| 8 | 100,00 | 1,27 | 1,38 | 5,47 | 0,27 | 1,35 | 11,09 | 0,55 |
| 9 | 110,00 | 1,15 | 1,21 | 4,80 | 0,24 | 1,20 | 9,82 | 0,49 |
| 10 | 126,68 | 1,00 | 1,00 | 3,96 | 0,20 | 1,00 | 8,20 | 0,41 |
Скругление индикаторной диаграммы. Начало открытия впускного клапана (точка г') устанавливается за 20° до прихода поршня в в.м.т., а закрытие (точка а") — через 56° после прохода поршнем н.м.т.; начало открытия выпускного клапана (точка b') принимается за 56° до прихода поршня в н.м.т., а закрытие (точка а') — через 20° после прохода поршнем в.м.т. Учитывая быстроходность двигателя, угол опережения впрыска равным 20°, а продолжительность периода задержки воспламенения ∆φ>= 8°.
Рис 3.1 Индикаторная диаграмма
3. Построение внешней скоростной характеристики двигателя
Внешняя скоростная характеристика строится для двигателей, используемых в качестве энергетической установки автотранспортных средств.
Внешняя скоростная характеристика дизельного двигателя представлена в Приложении 2. В основу определения энергетических и экономических показателей двигателя положены следующие эмпирические зависимости, предложенные С.Г. Лейдерманом:
Численные значения коэффициентов в уравнениях приведены в табл. 6
Таблица 6
Коэффициенты для построения скоростной характеристики
| Тип двигателя |  |  |  |  |  |  |
| Дизель с неразделенной камерой сгорания | 0,7 | 1,3 | 1 | 1,55 | 1,55 | 1 |
Задаемся частотой вращения
из расчета, чтобы отношение 
было кратным 0,1 т.е. 
=0,2; 0,3; 0,4…1,0; - для дизелей и бензиновых двигателей средней и большой мощностей.Для дизеля строится регуляторная ветвь скоростной характеристики из условия, что на этом участке мощность, момент и часовой расход топлива изменяются по линейному закону. При работе на регуляторе частота вращения изменяется от
до 
(максимальной частоты вращения на холостом ходу) 
= ( 1+0,08 )Ч2300 = 2484об/мингде d- коэффициент неравномерности регулятора, принимается в пределах 0,07…0,08.
Часовой расход топлива ВТ.х на регуляторной ветви определяется из соотношения:
ВТ.х =(0,25…0,30)ВТ.мах = ( 0,25 ч 0,30 ) Ч 49,2 = 14,76 кг/ч
Вращающий момент и часовой расход топлива подсчитываются по формулам:
, кНм,где
- частота вращения коленчатого вала в 
, 
-мощность в кВт; 
.Все расчетные данные заносятся в табл. 7
Таблица 7 Показатели двигателя для построения скоростной характеристики
| обороты | Ре, кВт | be,г/кВт ч | Te,Нм | Bt, кг/ч |
| 460 | 43,2 | 253,872 | 934,4348 | 10,96727 |
| 690 | 68,4 | 239,112 | 986,3478 | 16,35526 |
| 920 | 94,4 | 228,288 | 1020,957 | 21,55039 |
| 1150 | 120 | 221,4 | 1038,261 | 26,568 |
| 1380 | 144 | 218,448 | 1038,261 | 31,45651 |
| 1610 | 165,2 | 219,432 | 1020,957 | 36,25017 |
| 1840 | 182,4 | 224,352 | 986,3478 | 40,9218 |
| 2070 | 194,4 | 233,208 | 934,4348 | 45,33564 |
| 2300 | 200 | 246 | 865,2174 | 49,2 |
