Розвиток суднових дизелів Технічні характеристики двигуна. Сфера його застосування. Розрахунок робочого процесу двигуна., страница 8

n₁   - показник  політропи стискання.

= МПа

Середній індикаторний тиск по  округленій діаграмі :

де

 - коефіціент скруглення діаграми

Ψ_s – частка втраченого ходу

середній індикаторний тиск по неокругленій діаграмі

 

4. РОЗРАХУНОК ПРОЦЕСІВ ГАЗООБМІНУ ДВИГУНА ГРАФІЧНИМ  МЕТОДОМ  ТА ПОБУДОВА ДІАГРАМ ДІЮЧОГО “ЧАС-ПЕРЕРІЗУ”

4.1.  Вибір і обґрунтування основних даних для розрахунку

       Для подальшого розрахунку необхідно визначитись із основними даними, які будуть використовуватись  надалі. Нижче зазначено числові значення величин, що мають бути використані.

 - максимальна температура в циліндрі (з робочого циклу);

- показник політропи розширення;

- ступінь попереднього розширення (з розрахунку робочого циклу);

 – доля втраченого ходу:

 – дійсна степінь стискування;

 – тиск газу в випускному колекторі:

Р_т= 0,9∙0,3396 = 0,306 МПа

Р_к =0,3396 МПа - тиск в наддувочному колекторі;

D =0,7 м - діаметр циліндра;

S =2,8 м - хід поршня;

λ_ш = 1,4 - параметр кривошипно-шатунного механізму (відношення радіусу кривошипа до довжини шатуна);

α _кл=67° - кут повороту кривошипа що відповідає моменту відкриття випускного клапану;

4.2. Розрахунок теоретично потрібного "часу-перерізу" процесів вільного випуску, примусового випуску та продувки

;

;

Де  Vcp = (V_ц+V_вк)/2 – середній об’єм циліндра за період вільного випуску:

;

 – об’єм циліндру в момент відкриття випускного клапану:

 – об’єм циліндру в кінці процесу вільного випуску:

м3

 – робочий об’єм циліндру

 – об’єм камери стиснення

 м³

м3

 – температура газу в циліндрі в момент відкриття вихлопного клапана:

- тиск в циліндрі на початку фази вільного випуску ( в момент відкриття випускного каналу):

  МПа

P_z=17.34 МПа – максимальний тиск в циліндрі (з розрахунку робочого циклу)

Р_цн=а(Р_к-Р_т)+Р_т=0,8(0,34-0,306)+0,306=0,333 МПа – тиск в циліндрі в кінці фази вільного випуску

а=0,5…0,9 – опитний коефіцієнт.

де – густина повітря в наддувочному колекторі:

У зв’язку з тим, що при проектуванні кулачка було обрану завищену висоту відкриття клапана, то значення примусового випуску значно більше за графічно визначену.

R = 286 - газова постійна повітря;

 – коефіцієнт надлишку продувочного повітря;

  кількість газу, яки вийшов з циліндру за  період вільного випуску;

 – температура газів в кінці вільного випуску:

R_г=287Дж/(кгК) – газова постійна;

Т_ц=(Т_цн-Т_а)/lq(Т_цн/Т_а) – середня температура газу за час примусового випуску;

 К

 – функція швидкості

К_Г =1,34 – показник адіабати газу;

Теоретично необхідне "час - перерізу" продувки, розрахункова формула для цієї ланки газообміну має вигляд:

де μ_п- коефіцієнт витрати продувочних вікон. 

Останні величини вказувались раніше.

4.3. Визначення основних розмірів деталей механізму газорозподілу, необхідних для розрахунку процесів газообміну

4.4. Розрахунок та побудова діаграм діючого "час-перерізу" вільного випуску, примусового випуску та продувки.

Побудова діаграми часу - перерізу зводиться до визначення змінних значень лінійного відкриття й закриття поршнем прохідних перерізу вікон в функції від кута повороту колінчатого валу (для контурних систем продувок), таким чином, зміна прохідних перерізу вікон визначається кривою шляху поршня в функції від кута повороту колінчатого валу f або часу t. При побудові діаграми часу-перерізу використовуємо одну з найбільш простих систем продувки - безклапанну поперечну.

Для знаходження кінцевої довжини шатуна звичайно використовують поправку

Ф.П. Брікса:

де R – радіус кривошипа;

L – довжина шатуна.

Опишемо радіусом R = S/2 в будь якому масштабі коло, відповідний f =70-90°.