Тепловой расчет двигателя

Титульный лист

СОДЕРЖАНИЕ

1 Определение основных показателей двигателя        3

1.1 Эффективные показатели        3

1.2 Внутренние потери        4

1.3 Индикаторные показатели        4

2 Определение параметров рабочего цикла        5

2.1 Выпуск        5

2.2 Впуск        6

2.3 Сжатие        6

2.4 Сгорание        7

2.5 Расширение        8

3 Построение индикаторной диаграммы        9

4 Динамический расчет двигателя        12

4.1 Силы, действующие в КШМ        12

4.2 Построение графиков сил КШМ        17

Литература        19

Приложение        20

1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ

1.1 Эффективные показатели

Крутящий момент

[pic 1] Н∙м,                         (1)

где Ne – эффективная мощность, кВт (по заданию Ne = 17 кВт); n – частота вращения коленвала, об/мин (по заданию n = 1900 об/мин).

Среднее эффективное давление

[pic 2] МПа,                (2)

где τ – коэффициент тактности двигателя (для четырехтактных τ = 4); Vh – рабочий объем цилиндра, л; i – число цилиндров.

Для двигателя-прототипа i = 2, и

[pic 3] л,

где D и S – соответственно диаметр цилндра и ход поршня, мм (для двигателя-прототипа D = 105 мм, S = 120 мм).

Эффективный КПД

[pic 4]                        (3)

где Qe – количество тепла, эквивалентное эффективной рабочего двигателя, кДж; Q – общее количество тепла, поступившее и двигатель при сгорании топлива, кДж; Нu – низшая теплота сгорания топлива, определяется исходя их молекулярного состава топлива (для дизельных топлив Hu = 42,5 МДж/кг); ge – удельный эффективный расход топлива, г/кВт ч (по заданию ge = 243 г/кВт∙ч).

Часовой расход топлива

[pic 5] кг/ч,                        (4)

где gi – удельный индикаторный расход топлива, г/кВт ч.

1.2 Внутренние потери

Среднее давление механических потерь, отнесенное к единице площади поршня, зависит от скоростного и нагрузочного режимов работы двигателя, качества применяемого масла, качества поверхности трения и т.д. Ориентировочно его можно подсчитать по эмпирической зависимости

pмп = a + b∙cп = 0,103 + 0,0118∙7,6 = 0,193 МПа,                        (5)

где cп – средняя скорость поршня, м/с (может быть подсчитана по формуле:

[pic 6] м/с;

S – ход поршня, мм); а и b – эмпирические коэффициенты (для четырехтактного дизеля с неразделенной камерой сгорания a = 0,103; b = 0,0118).

Мощность механических потерь

[pic 7] кВт.                (6)

Механический КПД

[pic 8]                        (7)

1.3 Индикаторные показатели

Среднее индикаторное давление

[pic 9] МПа.                (8)

Индикаторная мощность

Ni = Ne + Nмп = 17 + 6,35 = 23,35 кВт.                        (9)

Индикаторный КПД

[pic 10],                                (10)

где Qj – количество тепла, эквивалентное индикаторной работе газов в цилиндре двигателя, кДж.

Удельный индикаторный расход топлива

[pic 11] г/кВт∙ч.                        (11)