4. Построение расчетной индикаторной диаграммы
При построении расчетной индикаторной диаграммы необходимо помнить, что в расчете рабочего процесса были приняты следующие допущения:
– процесс наполнения начинается в ВМТ и проходит с постоянным давлением Ра;
– процесс сжатия начинается в НМТ (точка «а»), проходит по политропе с постоянным показателем n1 и заканчивается в ВМТ (точка «с»);
– процесс сгорания начинается в точке «с», выполнятся по линейным законам cy и yz и заканчивается в точке «z»;
– процесс расширения начинается в точке «z», проходит по политропе с постоянным показателем n2 и заканчивается в НМТ (точка «в»);
– процесс выхлопа начинается в НМТ, проходит с постоянным давлением Pr и заканчивается в ВМТ.
По результатам расчета рабочего процесса строится расчетная индикаторная диаграмма двигателя (в координатах PV). Для этого в выбранных масштабах для Pj = Aj (мм) и Vi = Bi (мм) откладываются величины:
Затем по уравнениям политроп строят кривые сжатия и расширения, задаваясь несколькими значениями объемов V1, V2, V3 и т.д., определяют соответствующие значения давлений р1, р2, р3 и т.д.
Н
апример:
– для сжатия:
– для расширения:
Рисунок 1 –
Построение расчетной индикаторной
диаграммы 
П
Параметры рабочего процесса 4-тактных тепловозных двигателей
№ п/п |
Параметры |
Двигатели |
|||||||||||
6ЧН31,8/33 (Д50) |
6ЧН31,8/33 (ПД1М) |
16ЧН24/27 (Д70) |
12ЧН24/27 (12Д70) |
16ЧН24/27 (3Д70) |
8ЧН26/26 (6Д49) |
16ЧН26/26 (Д49) |
16ЧН26/26 (5Д49) |
20ЧН26/26 (1Д49) |
12ЧН32/32 1) |
12ЧН18/20 (М756) |
12ЧН15/18 (1Д12) |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
1. |
Эффективная мощность, кВт. |
736 |
883 |
2208 |
1472 |
2944 |
883 |
2208 |
2944 |
4410 |
4412 |
626 |
368 |
2. |
Частота вращения коленчатого вала, мин-1. |
740 |
750 |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
1000 |
1100 |
900 |
1500 |
1800 |
3. |
Среднее эффективное давление, МПа. |
0,76 |
0,90 |
1,33 |
1,32 |
1,80 |
0,96 |
1,38 |
1,60 |
1,745 |
1,91 |
0,84 |
0,79 |
4. |
Давление наддувочного воздуха, МПа |
0,13 |
0,16 |
0,24 |
0,24 |
0,28 |
0,18 |
0,23 |
0,28 |
0,31 |
0,321 |
0,17 |
0,16 |
5. |
Средняя скорость поршня, м/с. |
8,2 |
8,3 |
9,0 |
9,0 |
9,0 |
8,7 |
8,7 |
8,7 |
9,53 |
9,6 |
10,5 |
9,6 |
6. |
Температура воздуха после турбокомпрессора, К |
331 |
349 |
446 |
397 |
400 |
403 |
396 |
425 |
- |
- |
365 |
- |
7. |
Температура воздуха после воздухоохадиетля, К |
- |
321 |
318 |
335 |
338 |
343 |
338 |
338 |
- |
339 |
318 |
- |
8. |
Давление в начале сжатия, МПа |
0,14 |
0,16 |
0,22 |
0,23 |
0,26 |
0,17 |
0,18 |
0,23 |
- |
- |
0,15 |
0,08 |
9. |
Температура в начале сжатия, К |
344 |
334 |
334 |
345 |
460 |
355 |
355 |
360 |
- |
- |
354 |
- |
10. |
Коэффициент наполнения |
0,85 |
0,88 |
0,89 |
0,99 |
0,89 |
0,88 |
0,85 |
0,89 |
- |
- |
0,857 |
0,83 |
|
Давление в конце сжатия, МПа |
3,53 |
3,83 |
8,17 |
7,64 |
9,80 |
6,86 |
6,86 |
9,31 |
- |
9,03 |
5,67 |
4,12 |
|
|||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
12. |
Температура в конце сжатия, К |
820 |
795 |
937 |
930 |
940 |
- |
- |
- |
- |
- |
956 |
- |
13. |
Максимальное давление сгорания, МПа |
5,49 |
6,27 |
10,78 |
11,27 |
11,27 |
8,04 |
10,78 |
10,78 |
12,75 |
14,0 |
8,82 |
8,82 |
14. |
Степень повышения давления |
1,55 |
1,51 |
1,40 |
1,46 |
1,38 |
1,17 |
1,57 |
1,16 |
- |
1,55 |
1,55 |
2,14 |
15. |
Максимальная температура сгорания, К |
1753 |
1828 |
1836 |
1840 |
1860 |
- |
- |
- |
1903 |
1773 |
1872 |
- |
16. |
Давление в начале выпуска, МПа |
0,49 |
0,49 |
0,62 |
0,62 |
0,64 |
- |
- |
- |
- |
- |
0,44 |
- |
17. |
Температура в начале выпуска, К |
1150 |
1105 |
1100 |
1070 |
1150 |
- |
- |
- |
- |
- |
938 |
- |
18. |
Удельная масса двигателя, кг/кВт |
22,1 |
18,2 |
7,9 |
8,2 |
5,8 |
9,0 |
7,3 |
5,5 |
7,43 |
- |
2,5 |
4,8 |
19. |
Индикаторный кпд |
0,410 |
0,445 |
0,465 |
0,466 |
0,460 |
0,490 |
0,470 |
0,460 |
- |
0,460 |
0,429 |
0,460 |
20. |
Механический кпд |
0,843 |
0,862 |
0,900 |
0,890 |
0,900 |
0,870 |
0,862 |
0,905 |
- |
0,837 |
0,853 |
0,803 |
21. |
Эффективный кпд |
0,314 |
0,375 |
0,420 |
0,425 |
0,420 |
0,426 |
0,405 |
0,410 |
- |
0,385 |
0,366 |
0,370 |
22. |
Удельный эффективный расход топлива, кг/кВтч |
0,247 |
0,232 |
0,204 |
0,203 |
0,207 |
0,211 |
0,206 |
0,206 |
0,214 |
0,220 |
0,230 |
0,211 |
23. |
Коэффициент избытка воздуха |
1,92 |
2,09 |
2,10 |
2,10 |
1,92 |
2,10 |
2,10 |
1,97 |
- |
1,98 |
2,10 |
1,60 |
24. |
Суммарный коэффициент избытка воздуха |
2,14 |
2,20 |
2,60 |
2,30 |
2,36 |
2,64 |
2,32 |
- |
- |
- |
2,60 |
2,04 |
25. |
Температура выпускных газов перед турбиной, К |
825 |
860 |
870 |
860 |
875 |
895 |
815 |
920 |
885 |
903 |
- |
- |
|
Показатель политропы сжатия |
1,37 |
1,37 |
1,36 |
1,35 |
1,36 |
- |
- |
- |
- |
- |
1,38 |
1,37 |
|
|||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
27. |
Показатель политропы расширения |
1,21 |
1,22 |
1,29 |
1,28 |
1,23 |
- |
- |
- |
- |
- |
1,29 |
1,25 |
28. |
Коэффициент выделения тепла |
0,80 |
0,82 |
0,82 |
0,82 |
0,85 |
0,80 |
0,82 |
0,80 |
- |
- |
0,80 |
0,80 |
29. |
Степень предварительного расширения |
1,41 |
1,50 |
1,35 |
1,36 |
1,56 |
- |
- |
- |
- |
- |
1,28 |
- |
30. |
Степень последующего расширения |
8,02 |
7,5 |
10,0 |
9,6 |
7,4 |
- |
- |
- |
- |
- |
10,48 |
- |
31. |
Степень сжатия |
12,2 |
11,5 |
13,0 |
13,0 |
11,5 |
13,5 |
13,5 |
13,0 |
- |
11,5 |
13,5 |
15,0 |
32. |
Коэффициент остаточных газов |
0 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,03 |
0,04 |
- |
- |
0,03 |
0,05 |
11.
26.1) Все параметры (за исключением мощности) получены на отсеке 1ЧН32/32 во время доводочных испытаний.
П
Параметры рабочего процесса 2-тактных тепловозных двигателей
№ п/п |
Параметры |
Двигатели |
||||
10ДН20,7/2х25,4 (2Д100) |
8ДН20,7/2х25,4 (6Д100) |
10ДН20,7/2х25,4 (10Д100) |
12ДН23/30 (1Д40) |
16ДН23/30 (11Д45) |
||
1. |
Эффективная мощность, кВт |
1470 |
1470 |
2208 |
1470 |
2208 |
2. |
Частота вращения коленчатого вала, мин-1 |
850 |
850 |
850 |
750 |
750 |
3. |
Число и расположение цилиндров |
10ПДП |
8ПДП |
10ПДП |
12V |
16V |
4. |
Давление наддувочного воздуха, МПа |
0,137 |
0,22 |
0,22 |
0,20 |
0,21 |
5. |
Среднее эффективное давление, МПа |
0,62 |
0,78 |
0,93 |
0,80 |
0,91 |
6. |
Удельный эффективный расход топлива, кг/кВтч |
0,231 |
0,218 |
0,218 |
0,218 |
0,231 |
7. |
Удельная масса двигателя, кг/кВт |
13,2 |
- |
8,83 |
8,5 |
6,25 |
