Расчет индикаторных и эффективных показателей дизеля

3.3.5.1 Среднее индикаторное давление определяем по формуле:

P_i =P_C×x_скр×[l×(r-1)+l×r/(n₂ - 1)(1-1/ d^{n2 - 1})-1/ (n₁-1)´(1-1/ e^{n1 - 1})]/(e-1)= =4,4×0,96×[0,669+3,65+1,664]/12,25=0,983МПа,

где коэффициент скругления диаграммы x_скр находится в пределах от 0,94 до 0,96 [ 3, стр. 84].

Принимаем x_скр = 0,96.

3.3.5.2 Среднее эффективное давление определяем по формуле:

P_e = h_м×P_i =0,9×0,983= 0,884 МПа.

3.3.5.3 Индикаторную мощность двигателя определим как

Ni =pD²×S×Pi×n×i×z/4×60, где

i=8-число цилиндров; n номинальная частота вращения равна 420 об/ мин; z = 0,5 – коэффициент тактности четырехтактных дизелей; S=0,48м - ход поршня; D=0,32м - диаметр цилиндра.

Ni=3,14×0,32²×0,48×0,983×420×8×0,5/4×60= 948,2 кВт

3.3.5.4 Эффективную мощность определяем по формуле:

Ne = h_м×Ni = 0,9×948,2=853,4 кВт.

3.3.5.5 Индикаторный КПД цикла определяем по формуле:

h_i=R×a×L₀×Ts×Pi/(Qн×Ps×h_н)=

=(8,314×1,8×322×0,983×0,495)/41868×0,13×0,953=0,445.

3.3.5.6 Удельный индикаторный расход топлива определим как

gi =3600/(Q_н×h_i)=3600/(41868×0,445)=0,193 кг/кВт.ч.

3.3.5.7 Удельный эффективный расход топлива определим как

gе = gi / h_м =0,193/0,9=0,215 кг/кВт.ч.

3.3.5.8 Эффективный КПД определим по формуле:

h_е = h_м×h_i = 0,9×0,445=0,401

3.3.5.9 Расхождение между заданными и расчетными параметрами:

DNе = |(Nе^п - Nе) /Nе^п|×100% = (853,0-854,0)/854,0=0,11%.

Так как DNе=0,11<3%, то расчет можно считать удовлетворительным.

3.3.6 Расчет и построение индикаторной диаграммы

Расчет переменных давлений в цилиндре ведется для двух тактов: рабочий ход и сжатие.

3.3.6.1 Для построения индикаторной диаграммы в координатах Р-V_T определяем текущий объем цилиндра в функции от угла поворота кривошипа

V_т=Vc+Vs×[(1-COSj)+l_ш/4(1-СOS2j)]/2, где

V_s=p×D²×S/4=3,14×0,32 ²×0,48/4= 0,03858 м³- рабочий объем цилиндра;

V_c=Vs (1-y_а) / (e-1)=0,03858/12,25= 0,00315 м³- объем камеры сжатия;

l_ш=r/ L=0,25-отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

3.6.2. Давление на линиях расширения и сжатия рассчитываем в функции от текущей степени сжатия e_т=V_T/V_C при следующих условиях:

-если r³ e_т ³1, то P_р=P_Z; если e ³ e ³r, то P_р = P_z×(r/e_т)ⁿ²;

-если e_т ³ e, то Р_с= Р_а; если e > e_т ³ 1, то Р_с = Р_а×(e / e_т)ⁿ¹.

Результаты расчетов заносим в таблицу 3.2.

Таблица 3.3 – Ре зультаты расчетов индикаторной диаграммы

eт	V, л	Pр, МПа	Pc, МПа
1,00 1,12 1,46 2,01 2,75 3,64 4,64 5,71 6,80 7,89 8,93 9,90 10,76 11,51 12,13 12,62 12,97 13,18 13,25	3,15 3,52 4,60 6,34 8,66 11,46 14,61 17,98 21,44 24,87 28,15 31,19 33,91 36,28 38,24 39,77 40,87 41,53 41,76	6,70 6,70 6,60 4,48 3,08 2,20 1,65 1,28 1,04 0,87 0,75 0,66 0,60 0,55 0,52 0,50 0,48 0,47 0,47	4,31 3,71 2,57 1,65 1,08 0,73 0,53 0,40 0,31 0,25 0,21 0,19 0,17 0,15 0,14 0,13 0,13 0,13 0,13

Таблица 3.4 – Значения параметров в характерных точках цикла

Точки цикла	eт	V,л	P, МПа
C		3,1497	4,4
Z	1,44	4,536	6,7
A	13,25	41,734	0,447
B	13,25	41,734	0,1248

3.3.6.3 Среднее индикаторное давление рассчитываем по формуле:

Р_i.g.=Fi/(l_v×Vs×l_р)=0,996 МПа, где

Fi=2990 мм²-площадь индикаторной диаграммы; l_v=4,6 мм/л – масштаб оси абсцисс;l_р= 15,63 мм/МПа - масштаб оси ординат.

Р_i.g.=2990/15,63×41,734×4,6=0,996 МПа

3.3.6.4 Расхождение между значением Р_i.g. и средним индикаторным давлением Рi, полученным при расчёте индикаторных и эффективных показателей двигателя определяем по формуле

DР_i = (Р_i–Р_{i g.}) / Р_i´100% = ((0,983-0,996)/0,983) 100=1,3 %

Расчет можно считать удовлетворительным, так как DРi=1,3%< 2%.