- •Введение
- •Содержание
- •Реферат
- •Расчёт рабочего цикла двигателя
- •Процесс впуска.
- •1.2.Процесс сжатия.
- •1.3.Процесс сгорания.
- •1.4.Процесс расширения.
- •1.5.Определение среднего индикаторного давления
- •1.6. Определение основных размеров двигателя и показателей его топливной экономичности
- •Принятые оптимальными результаты машинного расчета используются в дальнейшем при построении индикаторной диаграммы в динамическом расчёте.
- •1.7.Построение индикаторной диаграммы
- •1.8. Тепловой баланс двигателя
- •1.9. Исследование взаимосвязи параметров рабочего цикла.
- •2. Динамический расчёт двигателя внутреннего сгорания
- •2.1. Определение силы давления газов.
- •2.2. Определение сил инерции
- •2.3. Определение сил, действующих на шатунную шейку коленчатого вала
- •2.4. Построение диаграммы тангенциальных сил
- •2.5 Расчёт маховика проектируемого двигателя.
- •2.6. Расчет подшипника кривошипной головки шатуна.
- •Список использованной литературы
1.6. Определение основных размеров двигателя и показателей его топливной экономичности
Среднее давление механических потерь в двигателе определяется по следующему выражению:
Для двигателей с искровым зажиганием:
При S/D>1 Pм=0,05+0,0155Cn МПа,
При S/D<1 Pм=0,04+0,0135Cn МПа
где Cn-скорость поршня при номинальной мощности.
В моём случае S/D<1 ,следовательно, Рм=0.22МПа
Среднее эффективное давление :
Ре= Рi - Рм ; Ре=1.2-0.22=0.98МПа.
Механический КПД двигателя:
ηм= Ре/ Рi; ηм= 0,98 / 1.2=0,82;
Исходя из заданной величины эффективной мощности Ne, номинальной частоты вращения n, числа цилиндров i, тактности τ и среднего эффективного давления Рe, определяется рабочий объём цилиндра двигателя по формуле:
Vh=(30*Ne*τ)/( Ре*n*i); Vh=(30*93.9*4)/( 0,98*5600*4)=0,511 л.
Диаметр цилиндра определяется из выражения:
D=100
где = S/D=0.866-отношение хода поршня к диаметру цилиндра.
Современные автомобильные двигатели проектируются с невысоким значением =0,7…1,0.
D=100 =91.0 мм.
принимаем D=92 мм;
Ход поршня определяется из выражения:
S = D*k = 95*0.869= 78.76мм
Принимаем S = 80 мм
По принятым значениям D и S определяем основные параметры и показатели двигателя:
-рабочий объём цилиндра: Vh=πD2S/4;
Vh=3,14*0.092 *0.080/4=0.531 л.
-эффективная мощность:
Ne=(Ре*Vh*n*i)/(30*τ), кВт;
Ne=(0,98*0.531*4*5600)/(30*4)=97,6 кВт.
-эффективный крутящий момент: Мk=9550 Ne/n,Нм;
Мk=9550*57,6/5600=166,4 Нм.
-средняя скорость поршня: Cn=(S*n)/30=14,93333 ,м/с
Оценка работы двигателя, с точки зрения использования рабочего объёма, а также тепловой и динамической напряжённости, производится по удельной литровой и поршневой мощностям:
Nл= Ne/Vh *i=Ре*n/(30*τ)=45,9 кВт/л;
Nn= Ne/Fn*i=Ре *S n/(30*τ)=36,7кВт/дм2;
Найдём плотность заряда на впуске:
В = 287 Дж/кг*К – удельная газовая постоянная
Индикаторный КПД двигателя вычисляется по выражению:
ηi=(Рi*l0*α)/(QH*ρ0*ην)
где l0=14,5; α-коэффициент избытка воздуха(0,95); QH- низшая теплотворная способность топлива (43500 кДж/кг); ρ0-плотность заряда на впуске, кг/м3; ην-коэффициент наполнения(0,8).
ηi=(1,2*14,5*0,93)/( 43500*1,21×0,9*10-3)=0,34;
ηe-эффективный КПД двигателя: ηe=ηi×ηм=0,34*0,82=0,28;
Эффективный удельный расход топлива:
ge=3,6*106 /( QH * ηe )=3,6*106/(43500×0,28)=296 г/(кВт×ч).
Часовой расход топлива: GT= ge* Ne/1000
GT=0,296*97,6=28,84 кг/ч.
Результаты теплового расчёта двигателя и его основные размеры записываются в таблице 1.
Таблица 1
Давление газов, МПа |
Температура газов, К |
Среднее давление,МПа |
КПД |
Удельный эффективный расход топлива, г/кВт×ч |
Размеры двигателя |
|||||||||||||||
Рa |
Рc |
Рz |
|
Рb |
Ta |
Tc |
Tz |
Tb |
Рe |
Рi |
ηi |
ηм |
ηe |
ge |
S,мм |
D,мм |
Vh,л |
|||
0,095 |
2,31 |
8,32 |
7,07 |
0,48 |
327 |
804 |
2344 |
1342 |
0,98 |
1,2 |
0,34 |
0,82 |
0,28 |
296 |
80 |
92 |
0,531 |
Таблица 2
Сравнение показателей прототипа и результатов теплового расчёта проектируемого двигателя
Показатели |
Ne,кВт |
D,мм |
S,мм |
ge,г/кВт×ч |
Прототип |
93.9 |
82 |
71 |
300 |
Результаты ручного расчёта |
97,6 |
92 |
80 |
296 |
Результаты машинного расчёта |
97,3 |
94 |
80 |
319 |