Определение эффективных показателей работы двигателя

Среднее эффективное давление:

                                             (3.9)

 где Р_Т –механические потери мощности, [кПа].

                                          Р_Т = [0.9+(0,11…0.15)C_n]10² [кПа];

 Принимаю коэффициент трения 0,15

Средняя скорость поршня (С_п) принимается, ориентируясь на выполненные двигатели и затем уточняется, после определения хода поршня по выражению:

                                             (3.10)

Р_Т = [0.9+0,11*8,26]10²=180,8 [кПа];

Определяем среднее эффективное давление:

Р_е=769,7-180,8=558,98 [кПа]

Определяем эффективный коэффициент полезного действия:

                                                 h_е=h_i·h_м ,                                                (3.11)

где h_м -механический коэффициент полезного действия:                         

                                                                                                        (3.12)

Тогда эффективный коэффициент полезного действия:

h_е=0,38·0,72=0,28

Эффективный удельный расход топлива:

                                  (кг/кВт·ч)                        (3.13)

3.4 Физический смысл величин Р_е, h_е, g_e

 Среднее эффективное давление Р_е – это значение условного постоянного давления в цилиндре двигателя, при котором совершается работа равная эффективной работе цикла. Это мера удельной работы (в кПа), характеризующая полезную работу, получаемую с единицы рабочего объёма цилиндра.

Эффективный удельный расход топлива g_e указывает на количество топлива израсходованного на получение единицы работы.

Эффективных коэффициент полезного действия h_е показывает какая часть теплоты подведенная за цикл расходуется на совершение эффективной работы

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ И КОМПЛЕКСНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ

           Рабочий объем одного циоиндра

                                          [м³]                                       (4.1)

где i – число цилиндров.

[м³]

Предварительный диаметр цилиндра:

                                      , [м]                                            (4.2)

где к- коэффициент короткоходности, который выбираем исходя из ориентировки по выполненным двигателям к=0,8.

, [м]

Ход поршня S, м: S=к·D (м)                                                           (4.3)

                                       S =0,88·0,159=0,14 (м)

Радиус кривошипа r, м:           r                                         (4.4)

                                                        r  

Длину шатуна определяем по формуле:

                                               , [м]                                             (4.5)

где l - постоянная кривошипно-шатунного механизма, который принимается с учетом параметров выполненных двигателей: l=0.23…0.31(стр. 197/3/).

Принимаем l=0,23.

                                                        м

Удельная литровая мощность двигателя:

                                                      , [кВт/м³]                              (4.6)

                            кВт/м³

удельная поршневая мощность N_п , кВт/дм²:

                                             ,                                      (4.7)

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ДВИГАТЕЛЯ

Тепловой баланс характеризует распределение теплоты, выделившейся при сгорании топлива, вводимого в цилиндры двигателя, на полезно используемую работу, уносимую с охлаждающей жидкостью, на потери с выхлопными газами и др.

Определяю общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом:

                                        (5.1)

q =100%

где Q_H - низшая удельная теплота сгорания, Q_H = 42500 кДж/кг;

G_T – часовой расход топлива;

                                          (5.2)

Теплота, эквивалентная эффективной работе:

                                                 (5.3)

                                                     (5.4)

Теплота передаваемая охлаждающей среде:

- для дизельного двигателя:

                                (5.5)

                                                     (5.6)

где С –коэффициент, равный 0,45 …0,53 принимаю 0,5

i – число цилиндров, i = 6;

D – диаметр цилиндра, D = 14,4 см;

n – частота вращения коленчатого вала, n = 2100 мин^-1;

α – коэффициент избытка воздуха, α = 1,6;

Определяю теплоту, уносимую с отработавшими газами:

                       (5.7)

                                               (5.8)

где С_Р – средняя теплоемкость отработавших газов при постоянном давлении, С_Р = 1,04 кДж/кг*град;

Т_r и Т_к – температуры отработавших газов и надувочного воздуха, К

Т_r = 850К, Т = 293К;

G_в и G_Т – количество поступившего в цилиндр воздуха и топлива, кг/ч

G_Т = 37,7 кг/ч;

G_в =α·L₀·G_T∙28,95 = 1,6∙14,32×37,7 = 863,7 кг/ч

Определяю неучтенные потери:

                                                 (5.9)

                                                                            (5.10)

Картина распределения тепла изображена на рисунке 2.

Рисунок 3 Тепловой баланс двигателя.

6 КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ