Определяем плотность заряда на впуске:

 (18)

где Rв=287 Дж/кг×град - удельная газовая постоянная для воздуха

Потери давления на при условии качественной обработки внутренней поверхности впускной системы можно принять ,

где b-коэффициент затухания скорости движения заряда;

xВП- коэффициент сопротивления впускной системы.

 (19)

 (20)

Определяем давление в конце впуска:

Мпа ; (21)

ра=0,1 - 0,011=0,089 Мпа.

Вычисляем коэффициент остаточных газов:

 (22)

Определяем температуру в конце впуска:

; К. (23)

Та=(288 + 20 + 0,051 × 1000) / (1 + 0,051) = 342 К.

Определяем коэффициент наполнения:

; (24)

.

2.5 Процесс сжатия

Средний показатель адиабаты сжатия  при e = 9,3 и рассчитанных значениях  определяем по графику рис. 7. стр. 27 , .

Cредний показатель политропы сжатия  принимаем несколько меньше. При выборе  учитываем , что с уменьшением частоты вращения теплоотдача от газов в стенки цилиндра увеличивается , а  уменьшается по сравнению с  более значительно,

, (25) принимаем .

Определяем давление в конце сжатия:

Мпа ; (26)

рс = 0,089 × 9,31,3576 = 1,84 Мпа.

Определяем температуру в конце сжатия:

К; (27)

Тс = 342 × 9,3 (1,3576-1) = 759,2 К.

Принимаем .

Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия:

а) свежей смеси (воздуха):

кДж/кмоль×град , (28)

где tc-температура смеси в конце сжатия:

К ; (29)

tc=760-273=487 К.

б) остаточных газов:

, (30)

где 23,611 и 24,041 – значения трудоёмкости продуктов сгорания соответственно при и , взятая по таблице 8, при α=0,96 .

в) рабочей смеси:

 кДж/кмоль×град ; (31)

2.6 Процесс сгорания

Определяем коэффициент молекулярного изменения горючей смеси:

; (32)

.

Определяем коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:

 (33)

.

Определяем количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания топлива при α<1 из-за недостатка кислорода:

кДж/кг ; (34)

ΔНu=119950 × (1-0,96) × 0,512 = 2456 кДж/кг .

Теплота сгорания рабочей смеси:

 кДж/кмоль×раб.см ; (35)

Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания:

кДж/кмоль×град ; (36)

где tz-температура в конце видимого процесса сгорания, °С.

Коэффициент использования теплоты  для различных частот вращения коленчатого вала, принимаем по графику при  . Температура в конце видимого процесса сгорания .

Определяем максимальное давление сгорания теоретическое:

 МПа ; (38)

рz = 1,84×1,061×2946/760 = 7,57 МПа.

Определяем степень повышения давления:

 (39)

l = 7,57 / 1,84= 4,11

2.7 Процессы расширения и выпуска

Средний показатель адиабаты расширения определяем по номограмме рис.11, стр.34  при заданном e=9,3 для значений .

.

Средний показатель политропы расширения:

В соответствии с полученной , принимаем значение

Определяем давление в конце процесса расширения:

, МПа ; (40)

pb=7,57 / 9,31,25 = 0,47 МПа;

Определяем температуру в конце процесса расширения:

 (41)

Tb=2946 / 9,31,251-1 =1687 К.

Проверка ранее принятой температуры остаточных газов:

К ; (42)

Тг=1687/.

Погрешность равна:

Δ = 100×(1064-1000) / 1000 = 6,4%.

2.8 Индикаторные параметры рабочего цикла

Определяем теоретическое среднее индикаторное давление:

, МПа ; (43)

Определяем cреднее индикаторное давление:

МПа, (44)

где - коэффициент полноты диаграммы.

рi = 0,96 × 1,217 = 1,168 МПа.

Определяем индикаторный к. п. д. и индикаторный удельный расход топлива:

 (45)

hi = 1,168 × 14,96 × 0,96 / (43,9 × 1,21 × 0,8) = 0,395;

gi = 3600 / (Hu × hi), г/кВт×ч ; (46)

gi = 3600 / (43,9 × 0,395) = 208 г/кВт×ч.

2.9 Эффективные показатели двигателя

Предварительно приняв ход поршня мм, определяем среднее давление механических потерь для карбюраторного четырехцилиндрового двигателя:

 МПа ; (6)

где - средняя скорость, м/c;

; (47)

Определяем среднее эффективное давление и механический к. п. д.:

ре = рi - рМ , Мпа ; (48)

ре = 1,168-0,141=1,027МПа ;

hМ = ре / рi , (49)

hМ= 1,027 / 1,168=0,879.

Определяем эффективный к. п. д. и эффективный удельный расход топлива:

hе = hi × hМ , (50)

hе = 0,395 × 0,879= 0,347 ;

gе = 3600 / (Hu × hе), г/кВт×ч , (51)

gе = 3600 / (43,9 × 0,347) = 236 г/кВт×ч.

Часовой расход топлива определяется:

Gт = ge × Ne / 1000 , (52)

Gт = 236 × 79,3 / 1000 = 18,71 кг/ч.

2.10 Основные параметры цилиндра и двигателя

Определяем литраж двигателя:

, л , (53)

где t = 4 -тактность двигателя;

Nе-эффективная мощность двигателя, кВт.

Vл = 30 × 4 × 79,3 / 1,027 × 3310 = 2,8 л.

Определяем рабочий объем одного цилиндра:

, л ; (54)

Vh = 2,8 / 4= 0,7 л.

Определяем диаметр цилиндра. Так как ход поршня предварительно был принят то:

, мм ; (55)

Окончательно принимаем

Основные параметры и показатели двигателя определяем по окончательно принятым значениям

, л ; (56)

Vл = 3,14 × 1002 × 86 × 4 / 4 ×106 = 2,7 л.

Определяем площадь поршня:

, см2 ; (57)

FП = 3,14 ×102 / 4 = 78,5 см2.

Определяем эффективную мощность:

Nе = ре × Vл ×nN / (30 × t) , кВт ; (58)

Nе = 1,027 × 2,7 × 3310 / (30 × 4) = 76,5 кВт.

Определяем эффективный крутящий момент:

Ме = 3 × 104× Nе / (p × nN) , Н×м ; (59)

Ме =3 ×104×76,5 / (3,14 × 3310) = 220,81 Н×м.

Определяем часовой расход топлива:

GТ= Nе × gе × 10-3, кг/ч ; (60)

GТ = 76,5 × 236 ×10-3 = 18,05 кг/ч .

Литровая мощность двигателя:

, кВт/ л ; (61)

Nл = 76,5 / 2,7 = 28,3 кВт/ л.

Скорость поршня:

 (62)

2.11 Построение индикаторной диаграммы

Индикаторную диаграмму строим для номинального режима работы двигателя, т.е. при , аналитическим методом.

Масштабы диаграммы: – масштаб хода поршня  – масштаб давлений . Определяем приведенные величины, соответствующие рабочему объему цилиндра и объему камеры сгорания:

АВ = S / МS , мм ; (63)

АВ = 86 /1,0 = 86 мм.

ОА = АВ / (e - 1) , мм ; (64)

ОА=86 / (9,3-1) = 10,4 мм.

Определяем максимальную высоту диаграммы ( точка z ): МПа.

.

Определяем ординаты характерных точек:

ра / МР = 0,089 / 0,05 = 1,8 мм ;

рс / МР = 1,84 / 0,05 = 36,8 мм ;

рb / МР = 0,47 / 0,05 =9,4 мм ;

рr / МР = 0,118 / 0,05= 2,4 мм ;

рo / МР = 0,1 / 0,05= 2 мм ;

Построение политроп сжатия и расширения аналитическим методом:

а) политропа сжатия :

 (65)

где ОВ = ОА + АВ, мм;

ОВ = 10,4 + 86 = 96,4 мм.

Отсюда: МР = ра/ МР ×(ОВ/ОХ), мм;

рХ / МР =1,8×( 96,4 /ОХ )1,3576, мм.

б) политропа расширения :

 (66)

Отсюда: рХ / МР= (рb / МР)×(ОВ/ОХ) ,мм;

рХ / МР = 9,4×(96,4 / ОХ)1,25, мм.

Результаты расчетов точек политроп сводим табл.2.1.

Таблица 2.1.- Результаты расчетов точек политроп.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8