10. Расчет основных размеров двигателя.
Рабочий объем цилиндра, л (дм ):
,
где
- тактность, для четырехтактных двигателей
,
для двухтактных
;
- число цилиндров;
,
,
- соответственно эффективная мощность
(кВт), среднее эффективное давление
(МПа), частота вращения коленчатого вала
(мин
)
на номинальном режиме работы двигателя.
Диаметр цилиндра, мм
,
где
- отношение
хода поршня к диаметру цилиндра.
Отношение хода поршня к диаметру цилиндра может находиться в следующих пределах:
для карбюраторных двигателей..................................................................0,7 - 1,1
для дизелей....................................................................................................0,9 - 1,2
Тогда ход поршня, мм:
Полученные значения
и
округляют до целых чисел ближайшего
размера существующего двигателя.
Основные параметры и показатели двигателя определяются по окончательно принятым значениям и .
Рабочий объем цилиндра, л:
.
Эффективная мощность двигателя, кВт:
.
Эффективный крутящий момент, Н м:
.
Часовой расход топлива, кг/ч:
.
ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКОВ ПО ТЕПЛОВОМУ И
ДИНАМИЧЕСКОМУ РАСЧЕТУ ДВИГАТЕЛЯ
1. Индикаторная диаграмма в рV координатах
Индикаторная
диаграмма строится на основании данных,
полученных в тепловом расчете в
координатах рV,
а затем перестраивается в координаты
.
До построения
диаграммы масштаб подбирается так,
чтобы высота была в 1,2... 1,5 раза больше
ширины. На оси абсцисс в принятом масштабе
откладывают объемы
;
;
;
( дизельный двигатель).
По оси ординат
откладывают давления
,
,
,
,
,
,
для соответствующих объемов.
Действительная
индикаторная диаграмма отличается от
теоретической скругленностью в точках,
причем
для карбюраторных двигателей
максимальное
давление сгорания составляет
.
Построение политропы
сжатия и расширения можно производить
аналитическим или графическим методом.
При аналитическом методе построения
политроп сжатия и расширения вычисляется
ряд точек для промежуточных объемов,
расположенных между
и
,
и между
и
по уравнению политропы
Для политропы
сжатия
,
откуда
где
и
- давление, и объем в искомой точке
процесса сжатия. Отношение
изменяется в пределах от 1 до
Аналогично для политропы расширения
Для карбюраторных
двигателей отношение
изменяется в пределах 1…
,
а для дизелей – 1…
.
Соединяя точки а и с плавной кривой проходящей через вычисленные и нанесенные на поле диаграмм точки политропы сжатия, а точки z и b - кривой, проходящей через точки политропы расширения, а также остальные точки между собой получим индикаторную диаграмму (см. рис. 1).
При графическом методе диаграммы сжатия и расширения строятся по способу Брауэра.
2. Индикаторная диаграмма в координатах рφ.
Индикаторная
диаграмма в координатах рV
может быть перестроена в
методом Брикса, рис.2. Для этого на отрезке
стройся
полуокружность с центром
,
из которого через 30° (лучше через 15°)
проводят лучи до пересечения с
полуокружностью. Затем из центра
отстоящем от центра
на расстоянии
,
проводят лучи
;
;
и т. д. до пересечения с той же
полуокружностью. Из точек 1
;
2
;
3
и т.д. восстанавливают перпендикуляр
до линии впуска, сжатия, расширения и
выпуска на индикаторной диаграмме.
Отрезки от оси абсцисс до кривых
индикаторной диаграммы последовательно
для всех процессов цикла и есть давление
в цилиндре для соответствующих углов
поворота коленчатого вала двигателя.
Полученные значения
давлений переносятся на график
,
где по оси абсцисс отложен угол поворота
коленчатого вала в определенном масштабе.
Масштаб давлений оставляют тот же, что
и на графике
.
Величине
- носят название поправки Брикса и
учитывает конечную величину шатуна.
Здесь
- радиус кривошипа и
- отношение радиуса кривошипа к длине
шатуна. Для современных двигателей
,(см.
рис. 2).