2.4.5 Определяем среднюю мольную теплоемкость рабочей смеси в конце сжатия по формуле:
,
(2.23)
кДж/(кмоль
* град).
Для остальных режимов окончательные значения рассчитываемых параметров приведены в таблице 2.3.
Таблица 2.3 – Параметры процесса сжатия
Параметры |
Значения параметров для рассчитываемого двигателя |
|||
|
800 |
1900 |
3300 |
3950 |
|
1,3795 |
1,3792 |
1,3789 |
1,3768 |
|
1,379 |
1,3787 |
1,3784 |
1,3763 |
|
1,4500 |
1,3837 |
1,2425 |
1,0663 |
|
704,56 |
707,16 |
720,255 |
749,25 |
|
431,56 |
434,16 |
447,26 |
476,25 |
|
21,738 |
21,745 |
21,780 |
21,856 |
|
23,461 |
23,758 |
23,814 |
23,939 |
|
21,844 |
21,864 |
21,913 |
22,001 |
2.5 Процесс сгорания
2.5.1 Определяем коэффициент молекулярного изменения горючей смеси по формуле:
,
(2.24)
.
2.5.2 Определяем коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси по формуле:
,
(2.25)
.
2.5.3 Определяем количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания топлива по формуле:
,
(2.26)
кДж/кг.
2.5.4 Определяем теплота сгорания рабочей смеси, в кДж/кмоль, по формуле:
,
(2.27)
кДж/кмоль.
2.5.5 Определяем средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания по эмпирическим формулам, приведенным в таблице 3.7 литературного источника [1, стр. 59]:
.
(2.28)
2.5.6 Определяем температуру в конце видимого процесса сгорания tZ по формуле:
,
(2.29)
где |
ξZ – коэффициент использования теплоты, ξZ = 0,93, |
После
подстановки в это уравнение значений
,
и последующих преобразований выражение
принимает вид квадратного уравнения:
,
отсюда
,
(2.30)
отсюда
,
,
(2.31)
.
2.5.7 Определяем максимальное давление сгорания теоретическое, МПа, по формуле:
,
(2.32)
МПа.
,
(2.33)
где |
рZД – действительное давление сгорания;
|
МПа.2.5.8 Определяем степень повышения давления по формуле:
,
(2.34)
где рZ – максимальное давление сгорания;
рС –давление в конце сжатия;
.
Для остальных режимов окончательные значения рассчитываемых параметров приведены в таблице 2.4.
Таблица 2.4 – Параметры процесса сгорания
Параметры |
Значения параметров для рассчитываемого двигателя |
|||
|
800 |
1900 |
3300 |
3950 |
|
1,0944 |
1,0633 |
1,0633 |
1,0633 |
|
1,0886 |
1,0596 |
1,0592 |
1,0589 |
|
8665,19 |
2475,77 |
2475,77 |
2475,77 |
|
73161 |
77396 |
76854 |
76508 |
|
26,591+0,002225 |
24,216+0,002208 |
||
|
0,83 |
0,885 |
0,93 |
0,932 |
|
1928,54 |
2341,42 |
2430,00 |
2444,04 |
|
2201,54 |
2614,42 |
2703,00 |
2717,04 |
|
4,93 |
5,42 |
4,94 |
4,09 |
|
4,19 |
4,61 |
4,20 |
3,48 |
|
3,4 |
3,9 |
4,0 |
3,8 |
2.6 Процесс расширения и выпуска
2.6.1 Определяем давление в конце процесса расширения, МПа, по формуле:
,
(2.35)
где |
n2 – средний показатель политропы расширения, n2 = 1,255; |
МПа.
2.6.2 Определяем температуру в конце процесса расширения, К, по формуле:
,
(2.36)
К.
2.6.3 Определяем температуру остаточных газов, К, по формуле:
,
(2.37)
К.
2.6.4 Осуществляем проверку расхождение между принятой величиной Tr = 1015 К и полученной величиной Tr = 1073,43 К:
-
что допустимо.
Следовательно, температура остаточных газов принята в начале расчета верно.
2.7 Индикаторные параметры рабочего цикла
2.7.1 Определяем среднее теоретическое индикаторное давление для карбюраторного двигателя, МПа, по формуле:
,
(2.38)
МПа.
2.7.2 Определяем среднее индикаторное давление, МПа, по формуле:
,
(2.39)
где |
φ – коэффициент полноты индикаторной диаграммы, φ = 0,96. |
МПа.
2.7.3 Определяем индикаторный КПД двигателя по формуле:
,
(2.40)
.
2.7.4 Определяем индикаторный удельный расход топлива, г/(кВтּч), по формуле:
,
(2.41)
г/(кВтּч).
2.8 Эффективные показатели двигателя
2.8.1 Определяем среднее давление механических потерь, зависящее от средней скорости поршня, числа цилиндров и ходности поршня, МПа, по формуле:
,
(2.42)
МПа.
2.8.2 Определяем среднее эффективное давление, МПа, по формуле:
,
(2.43)
МПа.
2.8.3 Определяем механический коэффициент полезного действия двигателя по формуле:
,
(2.44)
.
2.8.4 Определяем эффективный коэффициент полезного действия двигателя по формуле:
,
(2.45)
.
2.8.5 Определяем эффективный удельный расход топлива, г/(кВтּч), по формуле:
,
(2.46)
г/(кВтּч).
Для остальных режимов окончательные значения рассчитываемых параметров приведены в таблице 2.5.
Таблица 2.5 – Индикаторные эффективные параметры двигателя
Параметры |
Значения параметров для рассчитываемого двигателя |
|||
|
800 |
1900 |
3300 |
3950 |
|
1,2658 |
1,2538 |
1,243 |
1,2415 |
|
1,2653 |
1,2533 |
1,2425 |
1,241 |
|
0,8822 |
1,0336 |
0,98 |
0,7840 |
|
0,8469 |
0,9923 |
0,94 |
0,7526 |
|
0,27 |
0,31 |
0,32 |
0,31 |
|
305,53 |
263,42 |
256,85 |
267,63 |
|
2,53 |
6,02 |
10,45 |
12,51 |
|
0,0724 |
0,1184 |
0,1769 |
0,2041 |
|
0,7744 |
0,8739 |
0,763 |
0,5485 |
|
0,91 |
0,88 |
0,81 |
0,73 |
|
0,25 |
0,27 |
0,26 |
0,22 |
|
334,1 |
299,1 |
315,31 |
367,2 |
3 ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЦИЛИНДРА И ПОКАЗАТЕЛИ ДВИГАТЕЛЯ
3.1 Определяем литраж двигателя, л, по формуле:
л,
(3.1)
где |
n – частота вращения, принимаем по двигателю прототипу, n = 5500 мин-1; |
л.
3.2 Определяем рабочий объем цилиндра, л, по формуле:
,
(3.2)
где |
i – число цилиндров, i = 8; |
л.
3.3 Определяем диаметр цилиндра, мм, по формуле:
,
(3.3)
мм.
Принимаем округленное значение D = 96 мм, а ход поршня равный ходу поршня прототипа S = 95 мм. По окончательно принятым значениям S и D уточняем основные показатели и параметры двигателя.
3.4 Определяем площадь поршня, см2,по формуле:
,
(3.4)
см2
3.5 Определяем литраж двигателя, л, по формуле:
,
(3.5)
л.
3.6 Определяем мощность двигателя, кВт, по формуле:
,
(3.6)
кВт.
3.7 Определяем литровую мощность двигателя, кВт/л, по формуле:
,
(3.7)
кВт/л.
3.8 Определяем крутящий момент, Нּм, по формуле:
,
(3.8)
Нּм.
3.9 Определяем часовой расход топлива, кг/ч, по формуле:
,
(3.9)
кг/ч.
Для остальных режимов окончательные значения рассчитываемых параметров приведены в таблице3.1.
Таблица 3.1 – Основные параметры и показатели двигателя
Параметры |
Значения параметров для рассчитываемого двигателя |
|||
|
800 |
1900 |
3300 |
3950 |
|
71,63 |
|||
|
5,387 |
|||
|
21,667 |
|||
|
27,81 |
74,54 |
116,722 |
97,27 |
|
332,16 |
374,80 |
337,76 |
235,26 |
|
9,29 |
22,30 |
36,01 |
35,72 |
