1.2. Анализ вычисленных показателей и параметров.
Для анализа полученных показателей и параметров в результате расчетов цикла бензинового двигателя на двух режимах сведем их в табл. 2 и сравним их с рекомендуемыми [1]. Скоростной коэффициент равен 3402/5000= 0,63 ≤ 0, 72, коэффициент приспособляемости K =1,14, 137,92/120,09=1,14 ≤ 1,14.
Таким образом, выбор параметров бензинового двигателя выбран в соответствии с заданием. Расчетные показатели двигателя находятся в рекомендуемых диапазонах.
2. Кинематический расчет.
2.1. Перемещение поршня (Приложение 3).
Перемещение поршня определяем по формуле (1)
или
,
где
– перемещение поршня, определяемое
гармоникой первого порядка (если бы
шатун имел бесконечно большую длину);
– перемещение поршня, определяемое
гармоникой второго порядка.
График изменения хода поршня, как функции sп =f(φ), в зависимости от угла поворота коленчатого вала, а также после разложения функции в гармоники первого sп1 и второго sп2 порядков, приведены на листе 1, а в прил. 3 – расчет численных значений sп =f(φ), который проводился с помощью программы Microsoft Office Excel.
Из листа 1 и расчетных данных в прил. 3 видно, что при повороте коленчатого вала на угол φ=90° (первая часть окружности) поршень проходит больше половины своего хода Sп= 0,0049141м.
2.2. Скорость поршня.
Определим угловую скорость вращения коленчатого вала на номинальном режиме:
ω = πn/30 = (3,14 5400)/30 = 565,2 рад/с.
Скорость поршня определяется по формуле:
или
vп = vп1+ vп2,
где,
vп1=rωsinφ=24,021sinφ;
.
График изменения скорости поршня как функции vп=f1(φ), в зависимости от угла поворота коленчатого вала φ, а также после разложения этой функции в гармоники первого vп1 и второго vп2 порядков, а в прил. 3 – численный расчет vп=f1(φ).
Максимальная скорость поршня соответствует углу поворота коленчатого вала
При этом угле максимальная скорость поршня равна
Средняя скорость поршня равна:
.
м/с.
Таблица 2
Вычисленные параметры после расчета цикла бензинового двигателя
-
Параметры
Режим Nн
Режим Memax
статистические данные
вычисленные
показатели
статистические данные
вычисленные
показатели
Коэффициент остаточных газов γост
0,04...0,08
0,052
0,04...0,08
0,036
Коэффициент наполнения ηv
0,7…0,90
0,768
0,7…0,95
0,95
Давление в начале сжатия pa, МПа
pa=ξвпp0
0,0840
pa=ξвпp0
0,0920
Температура в начале сжатия Ta, К
320…400
346,8
320…400
327,5
Показатель политропы сжатия n1
1,32…1,39
1,375
1,32…1,39
1,377
Давление в конце сжатия pс, МПа
0,9…2,0
1,8275
0,9…2,0
2,0136
Температура в конце сжатия Tс
600…800
806,4
600…800
766,2
Максимальная температура сгорания Tz, К
2400…2900
2779,6
2400…2900
2776,8
Максимальное давление цикла pz, МПа
4,0…10,0
6,6330
4,0…10,0
7,6526
Показатель политропы расширения n2
1,15…1,30
1,209
1,15…1,30
1,224
Давление в конце расширения pb, МПа
0,35…0,60
0,4415
0,35…0,60
0,4934
Температура в конце расширения Tb, К
1200…1700
1739,1
1200…1700
1682,9
Среднее индикаторное давление, pi, МПа
0,7…1,3
1,0380
0,8…1,3
1,1922
Индикаторная мощность Ni, кВт
–
83,8
-
60,7
Удельный индикаторный расход топлива gi, г/(кВт·ч)
225…290
217,4
225…290
232,1
Индикаторный КПД
0,3…0,53
0,377
0,3…0,53
0,353
Среднее эффективное давление pe, МПа
0,7…1,3
0,8408
0,8…1,3
0,9657
Эффективная мощность
Ne, кВт
-
67,9
-
49,1
Удельный эффективный расход топлива gе, г/(кВт·ч)
190...280
268,4
190...280
286,5
Эффективный КПД ηe
0,2…0,45
0,305
9,2…0,45
0,286
Эффективный крутящий момент Me, Н·м
-
120,09
-
137,92