Курсовая работа: Автомобильные двигатели
Обозначим через левую (известную) часть уравнения и подставим значение из уравнения сгорания, тогда получаем:
или
Решаем квадратное уравнение и находим :
1.5.6. Определяем давление в цилиндре после подвода тепла:
Степень повышения давления принимаем=3,4, при МПа
1.6. Расчёт третьего такта (расширение )
1.6.1. Давление и температура в конце расширения:
1.6.2. Показатель политропы расширения определяем по эмпирической зависимости:
1.6.3. Для оценки точности теплового расчёта проводим проверку ранее принятой температуры отработавших газов :
К
Определяем погрешность:
, что допустимо.
1.7. Расчёт четвёртого такта (очистка цилиндра )
,
1.8. Индикаторные параметры рабочего цикла
1.8.1. Теоретическое индикаторное давление равно:
Действительное среднее индикаторное давление:
,
где - коэффициент, учитывающий «скругление» индикаторной диаграммы.
1.8.3. Рассчитываем индикаторную мощность и индикаторный крутящий момент двигателя:
Н*м
Для 4-х тактного двигателя коэффициент тактности
1.8.4. Определяем индикаторный КПД и удельный расход топлива:
г/кВт*ч
1.9. Эффективные параметры рабочего цикла
1.9.1. Рассчитываем среднее давление механических потерь:
где - коэффициенты, зависящие от числа цилиндров (i=4<6), от отношения хода поршня к диаметру цилиндра (S/D= 0,07/0,082=0,853<1) и от типа камеры сгорания. Принимаем и
Средняя скорость поршня:
1.9.2. Рассчитываем среднее эффективное давление:
1.9.3. Рассчитываем механический КПД:
1.9.4. Определяем эффективную мощность:
1.9.5. Определяем эффективный КПД:
1.9.6. Определяем эффективный удельный расход топлива:
1.9.7. Эффективный крутящий момент:
1.9.8. Расход топлива:
1.9.9. Литровая мощность:
1.10. Построение индикаторной диаграммы в координатах (P-V)
Строим теоретическую индикаторную диаграмму в координатах P-V. На оси абсцисс откладываем значение объёма камеры сгорания .
За масштаб давления принимаем значение .
Далее в принятом масштабе откладываем объём: мм
Параметры необходимые для построения диаграммы:
Через точки z, r, a - проводим прямые, параллельные оси абсцисс. Точки c, b, a - соединяем прямыми, параллельными оси ординат. Точки а и с соединяем линией процесса политропы сжатия, а точки z и b - линией процесса политропы расширения. Построение линий процессов сжатия и расширения выполняем аналитическим методом.
Для построения линий процессов сжатия a - c и расширения z b определим давление в нескольких промежуточных точках. Для этого зададимся несколькими промежуточными значениями объёма в интервале рабочего хода поршня.
Тогда давление для значений объёмов составляем:
для процесса политропы сжатия
40 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | 160 | 180 | |
21,2 | 12,08 | 8,1 | 6 | 4,6 | 3,7 | 3 | 2,6 |
для процесса политропы расширения
40 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | 160 | 180 | |
82,3 | 49 | 34 | 25,5 | 20,2 | 16,6 | 14,02 | 12,07 |
Через точки а, с и полученные промежуточные точки для процесса политропы сжатия проводим плавную прямую – политропу сжатия. Через точки b, z и полученные точки для процесса политропы расширения проводим другую плавную прямую – политропу расширения.
1.11. Тепловой баланс.
1.11.1. Из пункта 1.9.5. известно, что доля теплоты, затраченная на полезную работу
1.11.2. Доля теплоты, потерянная в ДВС из-за недогорания топлива при α=1:
1.11.3. Доля теплоты, унесённая отработавшими газами :
Определяем энтальпию отработавших газов при температурах 0..1143°C:
Из таблицы 4 с учётом α=1 и принимаем .
При и α=1:
Определяем энтальпию топливо-воздушной смеси в конце пуска:
1.11.4. Доля тепла, передаваемая охлаждающей среде:
1.12. Скоростная характеристика двигателя.
Построение внешней скоростной характеристики ведём в интервале , предварительно задавшись шагом , где ;
.
1.12.1. Мощность двигателя:
При ,
1.12.2. Крутящий момент:
При ,
1.12.3 Среднее эффективное давление четырёхтактного двигателя:
При ,
1.12.4. Среднее давление механических потерь:
При ,
1.12.5. Среднее индикаторное давление:
При ,
1.12.6. Удельный эффективный расход топлива:
При ,
1.12.7. Часовой расход топлива:
При ,
Остальные данные приведены в таблице результатов расчета внешней скоростной характеристики.
Результаты расчёта внешней скоростной характеристики:
, об/мин |
кВт |
Нм |
МПа |
МПа |
, МПа |
г/кВт*ч |
кг/ч |
11,358 | 112,980 | 0,961 | 0,059 | 1,02 | 322,013 | 3,675 | |
1960 | 24,933 | 121,476 | 1,033 | 0,086 | 1,119 | 354,451 | 8,83 |
2960 | 38,459 | 124,073 | 1,055 | 0,112 | 1,167 | 265,440 | 10,209 |
3960 | 50,082 | 120,770 | 1,027 | 0,138 | 1,165 | 265,067 | 13,275 |
4960 | 57,947 | 111,563 | 0,949 | 0,165 | 1,114 | 283,303 | 16,417 |
5960 | 60,199 | 96,453 | 0,820 | 0,191 | 1,011 | 320,147 | 19,273 |
60,293 | 99,268 | 0,844 | 0,187 | 1,031 | 313 | 18,872 | |
54,987 | 75,482 | 0,641 | 0,218 | 0,859 | 375,6 | 20,653 |