(=0.06=160мм;=1.38;=0.105МПа)

Введём коэффициент А для расчётов в миллиметрах. А=21.5=

Кривую расширения строим аналогично кривой сжатия, но =.

(=0.06=160мм;=1.25;=0.277МПа; b=21.5)

мм

Далее, выбрав Pr, откладываем его в масштабе и проводим линию выпуска; Pr=2.6мм

Спланиметрировав участок acz¢zba диаграммы, получим её площадь F=2637 мм2 , по которой найдём среднее теоретическое индикаторное давление:

 Па

Аналитически определяем среднее теоретическое индикаторное давление:

Расхождение между давлениями, определёнными графическими и аналитическими методами, не превышает 4%.

Среднее индикаторное давление с учётом поправки на полноту диаграммы:

Pi=j×P¢i=0.96×0.79955×106=0.7675 МПа.

Где: j =0.95÷0.68 – поправка на полноту диаграммы.

2.8 Параметры, характеризующие рабочий цикл

К параметрам, характеризующим действительный рабочий цикл двигателя, относятся давление в конце сжатия, давление в конце горения, среднее индикаторное давление, среднее эффективное давление, эффективный расход топлива, эффективный КПД, а также проводятся диаметр цилиндра D и ход поршня S.

Среднее эффективное давление:

Pе=Pi×hм=0.7675×0,9=0.6908 МПа

Где: hм=0.89÷0.91 – механический КПД при работе на номинальной мощности для судовых СОД.

Удельный индикаторный расход топлива:

 кг/Дж

 кг/кВт·ч

Удельный эффективный расход топлива:

 кг/Дж

Индикаторный КПД:

Эффективный КПД:

Диаметр цилиндра:

мм

Ход поршня:

мм

Отношение  находится в пределах ГОСТа.

3. Динамический расчёт двигателя

3.1 Диаграмма движущих усилий

Удельные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме (КШМ) и отнесённые к единице площади поршня Р (н/), можно подразделить на четыре группы:

- удельные силы, образующиеся от давления газов на поршень Ps;

- удельные силы тяжести движущихся частей Pb;

- удельные силы инерции поступательно движущихся частей In;

- удельные силы трения в механизме двигателя Pт;

 Давление газов на поршень Pz – величина переменная при любом положении мотыля может быть определена по развёрнутой индикаторной диаграмме.

Сила тяжести Рв:

 Па

Где: m=1000÷3000 кг/м2 – удельная масса поступательно движущихся частей.

Удельные силы поступательно движущихся масс определяются как произведение удельной массы поступательно движущихся частей, отнесённой к единице площади поршня  [кг/ м2 ] на их ускорение а [м/с2]

При построении диаграммы движения усилий в качестве оси абсцисс принимают атмосферную линию и строят развёрнутую индикаторную диаграмму.

Вниз от атмосферной линии откладывают удельную силу тяжести движущихся частей и проводят пунктирную линию.

Далее по формуле () строим кривую сил инерции. При направлении сил инерции вверх, ординату тоже направляем вверх.

 - для ВМТ

 - для НМТ

R=

Где: R – радиус мотыля

L – длина шатуна.

[с-1] – угловая скорость вращения коленчатого вала.

Следовательно

С достаточной степенью точности кривую удельных сил инерции можно построить по способу Толле, для чего следует отложить расстояние АВ в масштабе абсцисс развёрнутой индикаторной диаграммы, а затем из точки А в масштабе ординат развёрнутой диаграммы отложить удельную силу инерции в ВМТ (верхней мёртвой точке) Ino .

В том же масштабе из точки В вниз откладывают удельную силу инерции в НМТ. Точки C и D соединяют прямой. Из точки пересечения CD с АВ откладывают вниз в принятом масштабе ординат величину EF, равную:

Переведём полученные значения в миллиметры:АС=37.63мм

ВD=22.36мм

АВ=120мм

EF=22.45мм

Точку F соединяют прямыми с точками C и D. Линии CF и FD делят на одинаковое число равных частей и соединяют точки одного и того же номера прямыми. Через точки C и D по касательным и прямым, соединяющим одинаковые номера, проводят главную огибающую линию, которая и будет кривой удельных сил инерции.

3.2 Диаграмма касательных усилий

Удельная сила, действующая на 1 м2 площади поршня, будет равна соответствующей ординате из диаграммы движущих сил, умноженной на масштаб ординат.

Удельную силу Р раскладывают на две составляющие (смотри рис.5) - нормальную Рн и по оси шатуна Рш:

Удельную силу, действующую по оси шатуна, так же раскладывают на две составляющие: радиальную Рр и касательную Рк:

Объединив предыдущие формулы получим:

.

При построении диаграммы касательных усилий по оси абсцисс откладывают углы поворота радиуса мотыля, а по оси ординат значения Рк, соответствующим этим углам.

Отрезок, равный основанию диаграммы движущих усилий, разбивают на участки по 150. Для учёта поправки Брилса берут отрезок АВ, равный одному ходу поршня в масштабе чертежа развёрнутой индикаторной диаграммы (рис.6). Проводят полуокружность радиусом R и вправо от центра О откладывают поправку Брилса:

Из точки O’ через каждые 150 проводят прямые до пересечения с полуокружностью. Спроецировав полученные точки пересечения на основание АВ, получим различные положения поршня с учётом влияния конечной длины шатуна, которые наносим на диаграмму движущих усилий. Для участков сжатия и выпуска величину OO’ откладывают влево от ВМТ.

Далее снимают с диаграммы движущих усилий величины Р для 150, 300, 450 и т.д.

Таблица 1

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6