2.9 Основные параметры и показатели двигателя

Рабочий объем цилиндра V_h в дм³:

V_h = ,

V_h = 0,4675.

Принимаем отношение линейных размеров цилиндра S/D=1,0.

Диаметр цилиндра двигателя D в мм:

D = 100 ,

D = 100 = 88.

Ход поршня двигателя S в мм:

S = D (S/D),

S = 88 0,9 = 80.

Полученные значения округляем в большую сторону до четного числа.

Окончательная средняя скорость поршня v_n.cp в м/с:

,

= 11,2.

Ошибка выбора:

∆ V_n.ср = ( ) 100 %,

∆ V_n.ср = ( ) 100 % = 0 % < 5%

Рабочий объем одного цилиндра V_h в дм³:

V_h= ,

V_h = 0,4863.

Литраж двигателя V_л в дм³:

V_л = V_h i,

V_л =1,9453.

Объем камеры сгорания V_с в дм³:

V_с = ,

V_с = .

Полный объем цилиндра V_а в дм³:

V_а = V_с,

V_а =0,7304.

Эффективная мощность двигателя N_e в кВт:

N_e = ,

N_e = = 81,1429.

Поршневая мощность двигателя N_n в кВт/дм³:

N_n = ,

N_n = = 16,685.

Эффективный крутящий момент М_е в Н ^. м:

М_е = ,

М_е = = 184,5835.

Часовой расход жидкого топлива G_T в кг/ч:

G_T = g_e N_e 10^-3,

G_T = 257,591 81,1429 10^-3 = 20,902.

Принимаем удельную массу М_уд = 2,5 кг/кВт.

Масса двигателя m_дв в кг:

m_дв = М_уд N_e,

m_дв = 2,5 81,1429 = 202,8573.

2.10 Оценка надежности двигателя

Критерий Б.Я.Гинцбурга:

,

= = 1,1079.

Критерий А.К. Костина:

q_п = 0,010452 ( ^0,55 ( )^0,35,

q_п = 0,010452 9^,5 ( )^0,55 ( )^0,35 = 8,2246.

2.11 Тепловой баланс

2.11.1 Уравнение теплового баланса

Q_o = Q_e + Q_охл +Q_r+Q_н.с+Q_ост ,

где Q₀ - общее количество теплоты, введённое в цилиндр, Дж/с;

Q_е - теплота, эквивалентная эффективной работе двигателя, Дж/с;

Q_охл - теплота, отданная охлаждающей среде, Дж/с;

Q_r - теплота, уносимая из двигателя с отработавшими газами, Дж/с;

Q_н.с - теплота, потерянная при неполном сгорании топлива, Дж/с;

Q_ост - неучтённые потери теплоты, Дж/с.

2.11.2 Общее количество теплоты

Общее количество теплоты Q_o в Дж/с:

Q_o = ,

Q_o = = 255056,655.

2.11.3 Теплота эквивалентная эффективной работе

Теплота эквивалентная эффективной работе, в Дж/с:

Q_е = 1000 N_e,

Q_е = 1000 81,1429 = 81142,9.

2.11.4 Теплота отданная охлаждающей среде

Q _охл = ,

Q _охл = = 70138, 2374.

2.11.5 Теплота , унесённая из двигателя с отработавшими газами

Теплота Q_r , унесённая из двигателя с отработавшими газами, в Дж/с:

- теплоёмкость свежего заряда в кДж/(кмоль·град), которую можно определить по формуле:

при подстановке в данную формулу значения температуры t_o=20 ^оС:

Q_r = [ 0,514· {24,4836 + 8,315} 671,9644 – 0,476 {20,652 + 8,315} 20] = 64171,3782.

2.11.6 Теплота, потерянная при неполном сгорании топлива

Теплота Q_н.с , потерянная при неполном сгорании топлива, в Дж/с:

Q_н.с = .

Q_н.с = = 36145,3931.

2.11.7 Неучтенные потери теплоты

Неучтённые потери теплоты Q_ост Дж/с определяются по формуле:

Q_ост = Q_о – (Q_e + Q_охл + Q_r + Q_н.с ),

Q_ост = 255056,655 – 251597,0087 = 3459,6463.

Если значение Q_ост < 0, то необходимо пересчитать величину Q_охл , уменьшив значения коэффициента с и (или) показателя m.

2.11.8 Относительные значения составляющих теплового баланса

Тепловой баланс определяется также в процентах от всего количества введённой теплоты по следующим формулам:

q_e = 100%,

q_охл = 100%,

q_r = 100%,

q_ост = 100%,

q_н.с. = 100%;

q_e = 100% = 31,81 %,

q_охл = 100% = 27 %,

q_r = 100% = 25 %,

q_ост = 100% = 2,02 %,

q_н.с. = %.

Должно выполняться условие:

q_e+ q_охл + q_н.с. + q_r + q_ост = 100 %,

31,81+27+25+2,02+14,17= 100 %.

100% = 100%

Рассчитанные значения составляющих теплового баланса сравниваются со значениями у современных автомобильных двигателей внутреннего сгорания, представленных в таблице 2.7.

Таблица 2.7 – Значения составляющих теплового баланса в процентах

Тип двигателя	Параметры
	qe	qохл	qr	qн.с.	qост
Карбюраторный	23…38	24…32	30...55	0…21	3…10
Рассчитываемый двигатель	31,81	27	25	14,17	2,02