При графическом методе из начала координат проводится луч ОС под углом ° к оси абсцисс, а также лучи OD и OE под определенными углами и к оси ординат:
; (1.55)
; (1.56)
;
Политропа расширения строится при помощи лучей ОС и ОЕ. Политропа сжатия строится при помощи лучей ОС и ОD.
Производим построение теоретической индикаторной диаграммы.
При построении действительной диаграммы углы фаз газораспределения принимаются ориентировочно на основе статистических данных для современных четырехтактных автомобильных двигателей.
Таблица 1.2 – Ориентировочные значения углов поворота коленчатого вала, определяющих положение характерных точек действительной индикаторной диаграммы
Угол п.к.в.
(точка) диаграммы)
Тип двигателя
Бензиновый
δ1(r')
20
δ2(a")
65
θ(c')
40
Δφ1(f)
10
Δφ2(zд)
Y1 (b')
60
Y2 (a')
25
Для нанесения характерных точек действительной индикаторной диаграммы на теоретическую диаграмму используем метод Брикса.
Поправка Брикса:
(1.57)
где ; – радиус кривошипа; – длина шатуна.
Для автомобильных и тракторных двигателей:
λ=(0,23 - 0,3);
принимаем: λ = 0,28.
Под индикаторной диаграммой строим вспомогательную полуокружность с диаметром равным ходу поршня. От центра полуокружности в сторону н.м.т. откладываем поправку Брикса. Согласно метода Брикса наносим характерные точки действительной индикаторной диаграммы, затем производим скругление индикаторной диаграммы.
2. Расчет и построение скоростной характеристики двигателя
Построение кривых скоростной характеристики ведется в интервале частот вращения коленчатого вала от = 780 миндо = 6600 мин (значение = 5500 мин), где – частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности.
Расчетные точки кривых эффективной мощности и эффективного удельного расхода топлива определяются по следующим зависимостям через каждые 582 мин:
(2.1)
(2.2)
где ,, – соответственно номинальная эффективная мощность (кВт), удельный эффективный расход топлива при номинальной мощности (), частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности (мин);
, , – соответственно эффективная мощность (кВт), удельный эффективный расход топлива (), частота вращения коленчатого вала (мин) в искомой точке скоростной характеристики;
– коэффициенты, значения которых устанавливаются экспериментально (см. табл. 2.1).
Таблица 2.1 – Значение эмпирических коэффициентов для расчета скоростной характеристики двигателя
Эмпирический коэффициент
Значение
1
1,2
0,8
Точки кривых эффективного крутящего момента (Нм) и часового расхода топлива (кг/ч) определяются по формулам:
(2.3)
(2.4)
Аналогично производим расчеты для остальных значений . Результаты вычислений заносим в таблицу 2.2
Коэффициент приспособляемости К:
(2.5)
где – эффективный крутящий момент при номинальной мощности.
Таблица 2.2 – Расчеты внешней скоростной характеристики.
№ точки
Частота вращения коленчатого вала в искомой точке скоростной характеристики, об/мин
Эффективная мощность, кВт
Эффективный удельный расход топлива,
Эффективный крутящий момент, Нм
Часовой расход топлива, кг/ч
780
13,5
250,8
165,4
3,4
2
1362
233,8
175,4
5,8
3
1944
36,9
221
181,4
8,2
4
2526
48,7
212,4
184,2
10,3
5
3108
59,8
207,9
183,8
12,4
6
3690
69,6
207,6
180,2
14,4
7
4272
77,5
211,5
173,3
16,4
8
4854
82,8
219,6
163
18,2
9
5436
85
231,9
149,4
19,7
6018
83,4
248,4
132,4
20,7
11
6600
269
112,2
20,8
По полученным значениям производим построение внешней скоростной характеристики.
3 Динамический расчет КШМ двигателя
3.1 Расчет сил давления газов
Сила давления газов, Н:
(3.1)
где – атмосферное давление, МПа;
, – абсолютное и избыточное давление газов над поршнем в рассматриваемый момент времени, МПа;
– площадь поршня, м2;
(3.2)
Величины снимаются с развернутой индикаторной диаграммы для требуемых φ и заносятся в сводную табл. 3.1 динамического расчета. Соответствующие им силы рассчитываются по формуле (3.1) и также заносятся в табл. 3.1
Для определения сил непосредственно по развернутой индикаторной диаграмме, а также для случая, когда на ее координатной сетке строятся графики других сил, масштаб диаграммы пересчитывается. Если кривая построена в масштабе (МПа в мм), то масштаб этой же кривой для будет:
(3.3)
3.2 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма
Для упрощения динамического расчета действительный КШМ заменяется эквивалентной системой сосредоточенных масс , которая состоит из массы (кг), сосредоточенной в точке А и совершающей возвратно-поступательное движение, и массы (кг), сосредоточенной в точке В и совершающей вращательное движение:
(3.4)
(3.5)
(3.6)
(3.7)
где – масса поршневой группы;
– часть массы шатуна, приходящаяся на возвратно-поступательную движущуюся массу, кг;
– часть массы шатуна, приходящаяся на вращающуюся движущуюся массу, кг;
– часть массы кривошипа, сосредоточенной в точке В.
Для приближенного определения значений , и можно использовать конструктивные массы т' (кг/м2), т.е. массы, отнесенные к площади поршня .
Исходя из определения конструктивных масс, значения т', выбранные по справочнику, умножили на площадь (м2) для получения искомых величин т.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
