- •Проектирование и расчет механизмов двс
- •Содержание
- •1 Описание процессов происходящих в одном цикле двс
- •2 Расчет параметров одного цикла
- •3 Построение индикаторной диаграммы двс
- •4 Расчет и построение внешней характеристики двс
- •5 Построение диаграммы фаз газораспределения
- •6 Определение основных параметров двс
- •6.1 Кривошипно-шатунный механизм
- •6.2 Определение перемещения, скорости и ускорения поршня
- •6.3 Силы, действующие в двигателе
- •6.3.1 Сила инерции
- •6.3.2 Сила давления газов
- •6.3.3 Суммарная сила
- •6.3.4 Сила, направленная по радиусу кривошипа
- •6.3.5 Тангенциальная сила
- •6.3.6 Нормальная сила
- •6.3.7 Сила, действующая по оси шатуна
- •6.3.8 Крутящий момент
- •6.4 Камера сгорания
- •Список использованных источников.
2 Расчет параметров одного цикла
Объем камеры сгорания: Vc = 1 (в условных единицах).
Полный объем,Va:
Va = Vc, ( 2.1 )
где _ степень сжатия, =15.
Va = 151 = 15.
Рабочий объем:
Vh = Va - Vc , ( 2.2 )
Vh = 15-1 = 14.
Объем в конце сгорания:
Vz = Vc , ( 2.3 )
где _ степень предварительного расширения, =1,9
Vz = 1,91 = 1,9.
Показатель политропы сжатия, n1:
n1 =1,41 – 100/nс , ( 2.4 )
где nс _ номинальная частота вращения коленвала, nс =1850 об/мин.
n1= 1,41 – 100/1850 = 1,36
Давление в конце такта сжатия, pc МПа [2]:
pc = pa n1 , ( 2.5 )
где pa _ давление при впуске, pa =0,095 МПа.
pc = 0,095∙151,36 = 3,77 МПа.
Давление в конце такта сгорания, pz МПа [2]:
pz = pc, ( 2.6 )
где _ степень повышения давления, =2,1.
pz = 2,1 3,77 = 7,9 МПа.
Показатель политропы расширения, n2 [3]:
n2 =1,22 – 130/nс, ( 2.7 )
n2 = 1,22 – 130/1850 = 1,150.
Давление в конце такта расширения, рb МПа [2]:
pb = pz / n2 , (2.8)
где _ степень последующего расширения;
= / ( 2.9 )
= 15/1,9 = 7,89
pb= 7,9/7,891,15 = 0,73 МПа
Среднее теоретическое индикаторное давление, рim МПа [2]:
,
, (2.10)
МПа.
Среднее давление механических потерь, рм МПа [2]:
, ( 2.11 )
где _ средняя скорость поршня в цикле, = 10 , [2].
МПа.
Действительное индикаторное давление, рiд МПа [2]:
, ( 2.12 )
где n- коэффициент неполноты диаграммы, n=0,95, [2];
_ давление выхлопных газов, =0,125 МПа.
МПа.
Среднее эффективное давление цикла, МПа [2]:
(2.13 )
МПа
Механический КПД, [2]:
, (2.14)
.
Индикаторный КПД, [4]:
, (2.15)
где - коэффициент избытка воздуха, = 1,3[3]; - теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива , = 14,45 кг возд/кг топлива (для дизельных двигателей)[3]; - низшая теплота сгорания топлива, = 42,5 МДж/кг [3]; - плотность топливо – воздушной смеси, =1,23 кг/м3 [3]; - коэффициент наполнения цилиндра [4].
, (2.16)
где - начальная температура в цилиндре, = 288К, [3]; ∆Т- величина подогрева свежего заряда, ∆Т= 15К, [3]; - начальное давление в цилиндре, =0,1 МПа, [3].
;
.
Удельный расход топлива , г/ кВт∙ч [4]:
, (2.17)
г/ кВт∙ч.
Эффективный КПД, , [2]:
, (2.18)
.
Удельный расход топлива на единицу эффективной мощности , г/ кВт∙ч [4]:
, (2.19)
г/ кВт∙ч.