Тепловой расчёт и конструирование поршня двигателя внутреннего сгорания (эффективная мощность - 45 КВт, частота вращения - 3000 об/мин)

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Если разность составит более 10%, то необходимо задаться новым значением S и повторить расчет. В нашем случае разность величин незначительна, следовательно расчёты проведены правильно.

1.8.4. Уточнение рабочего объема двигателя и его мощности

Уточнение рабочего объема двигателя и его мощности проводится после определения размеров цилиндра и округление значений S и D до стандартных величин:

;             (1.47)

.              (1.48)

1.8.5. Эффективный крутящий момент и литровая мощность

Эффективный крутящий момент определяется по формуле

нּм.                   (1.49)

Литровая мощность характеризует степень форсирования двигателя

Nл = Nеу/iV=39.3/1.86=25, кВт/л.                                                     (1.50)

Примерные рекомендуемые значения литровой мощности для карбюраторных ДсИЗ находятся в пределах Nл = 25…45 кВт/л.

Рассчитанное значение по формуле (1.50) находится в пределах рекомендуемого.

        1.9. Методика построения индикаторной диаграммы

Построение производится по данным теплового расчета в координатах: давление Р, ход поршня S.

1.9.1. Выбор масштабов

Масштабы давления mр, МПа/мм, и хода поршня ms, мм/мм, выбираются так, чтобы высота диаграммы была в 1,2…1,7 раза больше ее основания. Рекомендуемые масштабы приведены в табл. 1.2.

Масштабы для построения индикаторной диаграммы       Таблица 1.2

Масштаб

Параметры

Рz,

МПа

mр,

МПа/мм

S, мм

ms, мм хода/мм диаграммы

По оси ординат

5,0 < Рz ≤ 8,0

0,040

По оси абцисс (масштаб хода поршня)

S > 80

1,00

1.9.2. Координатные оси и характерные линии.

1. После нанесения координатных осей проводится линия абсолютного давления окружающей среды на расстоянии ОК от оси абцисс

ОК= Р0/mр=0,1/0,04=2,5 мм, где Р0= 0,1МПа.

2. Параллельно оси давления на расстоянии ОА от начала координат проводится линия, определяющая положение поршня в ВМТ.

Отрезок Sс, выраженный в мм хода поршня, косвенно характеризует объем камеры сгорания (КС):

Sс= S/(ε-1)=81,2/7,5=10,83 мм,                                                           (1.51)

где Sс и S– измеряется в мм хода поршня.

С учетом масштаба

ОА= Sс/ms=10,83/1=10.83 мм                                                            (1.52)

3. От точки А откладывается отрезок АВ, эквивалентный ходу поршня S:

АВ= S/ms=81.2/1=81.2 мм                                                                  (1.53)

Через точку В, определяющую положение поршня в НМТ, проводится параллельно оси давления линия.

1.9.3. Характерные точки индикаторной диаграммы

1. В ВМТ наносим точки "z","с"и "r", соответствующие давлениям рz, рс и рr: Аz = рz/mр мм, Ас = рс/ mр =1.75/0.04 = 43.75 мм и Аr = рr/ mр,=0.1165/0.04 = 2.91, мм .

2. В НМТ наносим точки "а" и "в", соответствующие давлениям ра и рв:

а = ра/ mр=0.10133/0.04 мм и В = рв/ mр =0.4/0.04=10 мм.

При наличии дозарядки в НМТ откладывается точка а1, соответствующая давлению ра1 = φ1ּ ра=1.04∙0.1165/0.04=3.03, от которой начинается построение политропы сжатия.

1.9.4. Построение политроп сжатия и расширения. Построение индикаторной диаграммы теоретического цикла.            

Ординаты промежуточных точек процессов сжатия и расширения в двигателях с искровым зажиганием определяются по следующим формулам.

Для процесса сжатия             рс.х = φ1ּраּ, МПа.                                                        (1.54)

Наличие дозарядки учитывается введением в формулу (1.54) коэффициента дозарядки φ1.

Для процесса расширения рр.х = рвּМПа .                                                             (1.55)

В (9.4) и (9.5) Sа = S + Sс, а Sх – ход поршня, эквивалентный текущему значению объема надпоршневого пространства, отсчитываемый от ВМТ.

С учетом масштабов формулы (1.54) и (1.55) примут вид

ОУс = φ1 ּаּ, мм, ОУр = Вּ,мм

Расчет проводится по 9 точкам для каждого процесса.

При этом отрезок АВ разбивается на 10 примерно равных частей.

Результаты расчета целесообразно представить в виде таблицы 1.3.

Результаты расчета политропы сжатия и расширения                Таблица 1.3

п/п

Sх

Сжатие

Расширение

рх

рх

мм

хода

мм

диагр.

МПа

мм

МПа

мм

1

0

0

8.5

19

1.75

43.7

17

6.95

173.75

2

8.12

8.12

4.85

8.79

0.92

23.2

8.1

3.2

81.15

3

16.2

16.2

3.4

5.38

0.56

14.2

5.07

2.03

50.67

4

24.4

24.4

2.615

3.75

0.39

9.9

3.577

1.43

35.77

5

32.5

32.48

2.125

2.82

0.29

7.43

2.71

1.08

27.16

6

40.6

40.6

1.79

2.22

0.235

5.86

2.      16

0.86

21.64

7

48.7

48.72

1.54

1.82

0.19

4.8

1.77

0.7

17.7

8

56.8

56.    84

1.36

1.53

0.16

4.03

1.5

0.6

15

9

64.9

64.96

1.21

1.3

0.14

3.44

1.28

0.51

12.87

10

73.1

73.08

1.09

1.135

0.12

2.99

1.12

0.45

11.2

11

81.2

81.2

1

1

0.1054

2.635

1

0.4

10

1.9.5. Построение индикаторной диаграммы, соответствующей действительному циклу

Отличие действительной индикаторной диаграммы, соответствующей реальному циклу, от теоретической диаграммы вызываются следующими причинами.

1. Повышение давления в конце сжатия (точка "с' " ) по сравнению с давлением при сжатии без воспламенения (точка "с"), являющееся следствием начала развития процесса сгорания до ВМТ.

2. Отклонение процесса резкого нарастания давления от процесса при V = соnst вследствие конечной скорости выделения теплоты и вызванного движением поршня изменения объема надпоршневого пространства. При этом момент достижения максимального давления смещается относительно ВМТ.

1.9.5.1. Сглаживание индикаторной диаграммы вблизи ВМТ в конце процесса сжатия и в начале процесса расширения.

Задача заключается в определении ординаты точки с', соответствующей действительному значению давления в момент достижения ВМТ, а также положения точек "е" и "zд" относительно ВМТ. Первая из них соответствует началу фазы видимого сгорания, что выражается в превышении давления над давлением при сжатии без воспламенения (зажигания).

Вторая точка определяет момент достижения действительного максимального давления р после прохождения поршнем ВМТ.

Практика доводки современных быстроходных автомобильных двигателей

Похожие материалы

Информация о работе