10. Тепловой баланс двигателя

Общее количество теплоты, введенной в двигатель:

Q₀ = Н_u*G_т/3,6= 44000*17,9/3,6 = 218778 Дж/с;

Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 с:

Q_е=1000*N_e=1000*65,2=65200 Дж/с

Теплота, передаваемая охлаждающей среде:

Q_в=c*i*D^1+2m*n^m*(Н_u-H_u)/(*H_u) =

= 0,48*4*8^1+2*0,65*5400^0,65*(44000-7442)/(0,88*44000) = 57745 Дж/с

где

с = (0,450,53) – коэффициент пропорциональности;

i= 4 – число цилиндров;

D– диаметр цилиндра, см;

m= (0,60,7) – показатель степени;

n= 5400 об/мин – частота вращения коленчатого вала.

Теплота, унесённая с отработавшими газами:

где табл.3.8. [1].

при = 0,95 иt_r=T_r–273 = 1000 –273 = 727C

где

табл. 3.6. [1] (воздух) при t_к=T₀– 273 = 288 – 273 = 15C

Неучтённые потери теплоты:

Q_ост=Q_о-( Q_е+Q_r+Q_в) = 218778 - (65200 + 59319 + 57745) = 36514 Дж/с.

2. Построение внешней скоростной характеристики двигателя

Для построения внешней скоростной характеристики двигателя принимаем:

n_min= 800 об/мин – минимальная частота вращения коленчатого вала;

n_н= 5100 об/мин – номинальная частота вращения коленчатого вала;

n_max= (1,05…1,2)*n_н= 1,1*5800 =5670…6480 об/мин = 6000 об/мин – максимальная частота вращения коленчатого вала.

Расчет эффективной мощности ведем по формуле

N_e= 65,2 кВт

Удельный эффективный расход топлива определим по формуле

g_eH= 274 г/(кВт*ч)

Часовой расход топлива G_т=g_eх*N_eх*10^-3кг/ч

Эффективный крутящий момент M_e= 9554*N_ex/n_x

Расчеты сводим в таблицу 6.

Таблица 6

Расчет внешней характеристики двигателя

Частота вращения коленчатого вала, n, об/мин	7500	11000	21500	32500	43500	54500	65500	6000
Эффективная мощность двигателя, Ne, кВт	16,5	113,9	321,7	437,7	651,9	761,9	764,2	63,5
Удельный эффективный расход топлива, ge, г/(кВт*ч)	2300	2277	2259	2235	2231	2245	2278	2302
Часовой расход топлива, Gт, кг/ч	21,95	43,85	75,62	18.86	111,99	115	218	19,2
Крутящий эффективный момент, Ме, Н*м	1124	1133	1138	1144	1142	1131	1112	101

3.Кинематический расчет

Радиус кривошипа R=S/2 = 60/2 = 30 мм

Принимаем =R/L_ш=0,25

Длина шатуна L_ш=R/0,25 = 30/0,25 = 120 мм

Перемещение поршня определим по формуле

Скорость поршня определим по формуле

 = *n_H/30 =*5400/30 = 565 рад/с

Ускорение поршня

j_п = ²*R*[cos*cos(2*)] = 11173*[cos+0,25*cos(2*)]

Расчеты сводим в таблицу 7.

Таблица 7

Угол поворота кривошипа от В.М.Т., град	0	30	660	990	1120	1150	1180	2210	2240	2270	3300	3330	3360
Перемещение поршня, Sп, мм	0	55,8	220,8	339,4	555,8	666,4	770	666,4	55,8	339,4	220,8	55,8	0
Скорость поршня, п, м/с	0	12,04	219,3	219,8	114,9	87,7	0	--7,7	--14,9	--19,8	--19,3	--12,04	0
Ускорение поршня, jп, м/с^2	113966	11072	44190	--2793	--6983	--8279	--8380	--8279	--6983	--2793	44190	111072	139662