Определение общих показателей характеризующих работу двигателя

1 2

Среднее индикаторное давление нескругленной диаграммы:

Р_i^`=(Р_с/(ε-1))(ƛ(ρ-1)+ƛρ/n₂-1(1-1/ ⁿ^2-1)-1/n-1(1-1/εⁿ^1-1)),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
Р_е=Р_iɳ_м, МПа	(26)
Р_е=0,81х0,75=0,6 МПа
Индикаторная мощность
N_i =P_i V_h z n /120 кВт	(27)
N_i =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:
Р_е=Р_i ɳ_m, МПа	(30)
Р_е=0,81х0,75=0,6 МПа
Эффективный удельный и часовой расход топлива:
g_e=3600/H_u ɳ_e, г/квт^.ч	(31)
g_e=3600/42,5х0,32=264 г/квт^.ч
G_T=g_e N_e/1000, кг/ч	(32)
G_T=264х50/1000=13,2 кг/ч

1.3 Тепловой баланс двигателя
Распределение тепла, выделяемого при сгорании, происходит на
следующие составляющие:
Q_т = Q_e + Q_r + Q_ост + Q_ох, кДж/с	(33)
где Q – тепло, выделенное при сгорании топлива;
т
Q – тепло, превращенное в эффективную работу Q_e=Q_т ɳ_е;
е
Q – тепло, теряемое с отработавшими газами, в котором средние
г
молекулярные теплоемкости продуктов сгорания и свежего заряда при
постоянном давлении определяются следующим образом:
Q_т= G_T H_u/3600, кДж/с	(34)
Q_т=13,2х42437/3600=155,6 кДж/с
Q_e=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-

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

	С_ро=8,32+(20,76+1,74х10^-3хТ_о), кДж/кмоль град	(37)
	С_ро=8,32+(20,76+1,74х10^-3х288=34 кДж/кмоль град
	Q_r=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

Q_ох=Q_т - (Q_e+Q_r+Q_ост), кДж/с

(38)

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

Составляющие теплового баланса выражаются в процентах
q_т=100%;
q_e=Q_e/Q_тх100;	(39)
q_е=49,9/155,6х100=32
q_r=Q_r/Q_тх100;	(40)
q_r=61,4/155,6х100=39,1
q_ох=Q_ох/Q_rх100;	(41)
q_ох=28,8/155,6х100=18,5

Определение основных параметров двигателя

Литраж двигателя

V_л =30τ N_e /(P_e n), л

(42)

V_л =30х4х50/(0,63х2000) =4,7 литра

Рабочий объем одного цилиндра
V_h =V_л / z,л	(43)
V_h =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
F_п = π D² /(4 100), см²	(45)
F_п = 3,14х110² /(4х100) =94,9 см²
-литраж
V_л = π D² S z / (4 10⁶), л	(46)
V_л = 3,14х110²х125х4 / (4х10⁶) =1,89 л.
-мощность
N_e =P_e V_л n /30τ, кВт	(47)
N_e =0,63х1,89х2000 /30х4 =19,8 кВт.
-литровая мощность
N_л = N_e / V_л, кВт/л	(48)
N_л = 19,8 /1,89 =10,4 кВт /л.

-крутящий момент

M_e = 9554 N_e /n, Нм

(49)

M_e = 9554х19,8 /2000 =94,5 Нм.

-часовой расход топлива

G_т = N_e 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.