Определение общих показателей характеризующих работу двигателя

 

Среднее индикаторное давление нескругленной диаграммы:

 

Рi`=(Рс/(ε-1))(ƛ(ρ-1)+ƛρ/n2-1(1-1/ n2-1)-1/n-1(1-1/εn1-1)),МПа

(24)

 

Р_i`=(3,48/15-1)х(1,6х(15-1)+1,6х1,5/1,2-1х(1-1/10^1,2-1)х(1-1/15^1,36-1))=0,89 МПа

 

Среднее индикаторное давление действительного цикла:

 

Р_i=vР_i`-(Р_r-P_a),МПа (25)

 

Р_i=0,93х0,89-(0,108-0,09)=0,81 МПа

 

где v – коэффициент скругления индикаторной диаграммы 0,92–0,95.

 

Среднее эффективное давление
Ре=Рiɳм, МПа	(26)
Ре=0,81х0,75=0,6 МПа
Индикаторная мощность
Ni =Pi Vh z n /120 кВт	(27)
Ni =0.81х1,18х4х2000 /120 =63,7 кВт

 

где V_h – рабочий объем одного цилиндра, л; z – число цилиндров;

 

-1

n – частота вращения коленчатого вала, мин.

 

Индикаторный коэффициент полезного действия

 

ɳ_i=αl_oP_i/H_uɳ_vρ

 

ɳ_i=1,55х14,4х0,81/42,5х0,85х1,189=0,42

 

Эффективный коэффициент полезного действия:

 

ɳ_е=ɳ_i ɳ_m

 

ɳ_e=0,42х0,75=0,32

 

 

(28)

 

(29)

 

1.2 Определение эффективных показателей двигателя
Средняя эффективность давления:
Ре=Рi ɳm, МПа	(30)
Ре=0,81х0,75=0,6 МПа
Эффективный удельный и часовой расход топлива:
ge=3600/Hu ɳe, г/квт.ч	(31)
ge=3600/42,5х0,32=264 г/квт.ч
GT=ge Ne/1000, кг/ч	(32)
GT=264х50/1000=13,2 кг/ч

 

1.3 Тепловой баланс двигателя
Распределение тепла, выделяемого при сгорании, происходит на
следующие составляющие:
Qт = Qe + Qr + Qост + Qох, кДж/с	(33)
где Q – тепло, выделенное при сгорании топлива;
т
Q – тепло, превращенное в эффективную работу Qe=Qт ɳе;
е
Q – тепло, теряемое с отработавшими газами, в котором средние
г
молекулярные теплоемкости продуктов сгорания и свежего заряда при
постоянном давлении определяются следующим образом:
Qт= GT Hu/3600, кДж/с	(34)
Qт=13,2х42437/3600=155,6 кДж/с
Qe=155,6х0,32=49,9 кДж/с

 

Q_r=G_т/3600(М₂С_prT_r`-М₁С_роТ_о), кДж/с (35)

 

С_pr=8,32+(20,112+(0,922/α)+(13,83/α)+15,5)10^-4Т_r`, кДж/кмоль град (36)

где температура газов (К) в выхлопной трубе Тr^` = (0,90 – 0,92) T и средняя мо-

r

 

лекулярная теплоемкость свежего заряда при постоянном давлении

 

T_r^`=0,90х825=742 К

 

С_pr=8,32+(20,112+(0,922/1,55)+(13,83/1,55)+15,5)10^-4х742=41,8 кДж/кмоль град

 

	Сро=8,32+(20,76+1,74х10-3хТо), кДж/кмоль град	(37)
	Сро=8,32+(20,76+1,74х10-3х288=34 кДж/кмоль град
	Qr=13.2/3600(0,79х41,8х742-0,76х34х288)=61,4 кДж/с
Q	– тепло неучтенных тепловых потерь Q	= 0,1Q.
ост	ост	т

 

Q_ост=0,1х155,6=15,56 кДж/с

 

Q – тепло, отведенное в систему охлаждения двигателя определяем

ох

 

Qох=Qт - (Qe+Qr+Qост), кДж/с

(38)

 

Q_ох=155,6-(49,9+61,4+15,56)=28,8 кДж/с

 

Составляющие теплового баланса выражаются в процентах
qт=100%;
qe=Qe/Qтх100;	(39)
qе=49,9/155,6х100=32
qr=Qr/Qтх100;	(40)
qr=61,4/155,6х100=39,1
qох=Qох/Qrх100;	(41)
qох=28,8/155,6х100=18,5

 

 

Определение основных параметров двигателя

 

Литраж двигателя

 

Vл =30τ Ne /(Pe n), л

(42)

 

V_л =30х4х50/(0,63х2000) =4,7 литра

 

Рабочий объем одного цилиндра
Vh =Vл / z,л	(43)
Vh =4,7 /4 =1,2 литра
Диаметр цилиндра
D=2 103√Vh/(πS), мм	(44)
D=2 103√1,2/(3,14х125) =110 мм

 

где τ-тактность двигателя, z-число цилиндров, V_h –рабочий объем цилиндров, S- ход поршня.

 

Уточненные параметры и показатели двигателя.

 

- площадь поршня
Fп = π D2 /(4 100), см2	(45)
Fп = 3,14х1102 /(4х100) =94,9 см2
-литраж
Vл = π D2 S z / (4 106), л	(46)
Vл = 3,14х1102х125х4 / (4х106) =1,89 л.
-мощность
Ne =Pe Vл n /30τ, кВт	(47)
Ne =0,63х1,89х2000 /30х4 =19,8 кВт.
-литровая мощность
Nл = Ne / Vл, кВт/л	(48)
Nл = 19,8 /1,89 =10,4 кВт /л.

 

-крутящий момент

 

Me = 9554 Ne /n, Нм

(49)

 

M_e = 9554х19,8 /2000 =94,5 Нм.

 

-часовой расход топлива

 

Gт = Ne ge 10-3, кг/ч

(50)

 

G_т = 19,8х212х10^-3 =41,9 кг/ч.

 

Перечень использованной литературы

 

1. Молочников, Д.Е. Методические указания для выполнения курсовой работы по дисциплине «Тракторы и автомобили»/ Д.Е. Молочников, В.А. Голубев, П.Н.

 

Аюгин // Ульяновск ГСХА. 2015 г. – 55 с.

 

2. Автомобильные двигатели и автомобили. Курсовое и дипломное проектирование: Учебное пособие / А.П. Уханов, Д.А. Уханов, П.Н. Аюгин, Д.Е.

 

Молочников, Р.К. Сафаров, Н.П. Аюгин; Под ред. А.П. Уханова – 2-е изд., перераб. и

 

доп. – Ульяновск: УГСХА, 2012. – 351с.

 

3. Данилов, А.С. Лабораторный практикум по испытаниям двигателей внутреннего сгорания и топливным насосам высокого давления / А.С.Данилов, П.Н.

 

Аюгин, Р.К. Сафаров, Д.Е Молочников // Ульяновск: УГСХА, 2011. – 91с.

 

4. Аюгин, П.Н. Лабораторный практикум по изучению и испытанию тракторов и автомобилей / П. Н. Аюгин, Д. Е. Молочников. - Ульяновск: УГСХА, 2011. - 44 с.