Расчет основных показателей двигателя

Расчетно–графическая работа

«Построение индикаторной диаграммы и расчет основных показателей двигателя»

Индикаторная диаграмма является графическим изображением ра- бочего процесса, происходящего в цилиндре двигателя. Диаграмма

строится в координатах P-V на миллиметровой бумаге и позволяет выполнить расчет основных показателей двигателя.

Исходные данные:

Тип двигателя ______________

Число цилиндров i = _______

Диаметр цилиндра D = _______

Ход поршня S = _______

Степень сжатия Ɛ = _______

Частота вращения n = _______

Исходные данные принимаются согласно варианта из Приложения,

а номер варианта необходимо указать на титульном листе РГР.

Последовательность построения диаграммы

При построении индикаторной диаграммы масштаб давления выбираем с таким расчетом, чтобы высота диаграммы была больше основания в 1,4…1,8 раза. Рекомендуется принять масштаб давлений mp после вычисления значения Рz ,из расчета, для бензинового двигателя 30…40мм и для дизеля 20…30мм на 1МПа ( см. рисунок ).

По оси абсцисс откладываем отрезок ОА в мм, соответствующий

объему камеры сгорания . Величина отрезка ОА определяется из соотношения

ОА = S/(Ɛ – 1),

где S – ход поршня, мм; Ɛ – степень сжатия двигателя.

Далее откладываем отрезок АВ, соответствующий рабочему объему цилиндра Vc, а численно ходу поршня (АВ=S) в мм. Тогда

ОВ = ОА + АВ.

Для дизеля находим величину отрезка Z1Z в мм из выражения

Z1Z = ОА(ρ – 1),

где ρ = 1,2…1,4 – степень предварительного расширения.

Затем , без учета масштаба по давлению (ввиду малых значений), откладываем линию атмосферного давления Р0 = 0,1МПа и относи - тельно этой линии, участки диаграммы: выпуска (b1r) и впуска (ra)(см. рисунок 1и2).

Построение политроп сжатия (ас) и расширения (zb) выполняем

после аналитического вычисления ряда промежуточных точек по следующим формулам:

Для политропы сжатия

Расчет основных показателей двигателя - student2.ru ,

Для политропы расширения

Расчет основных показателей двигателя - student2.ru ,

где Рх – давление в промежуточной точке сжатия и расширения,МПа;

Ра = 0,08 – давление в конце процесса впуска, МПа;

Рb = 0,3 - давление в конце процесса выпуска, МПа;

n1 = 1,30…1,38 – показатель политропы сжатия;

n2 = 1,20…1,28 – показатель политропы расширения.

Расчет первых точек при ОХ = ОА дает значения характерных точек РсиРz для построения индикаторной диаграммы.

Расчет промежуточных точек политроп сжатия и расширения удобно производить в табличной форме (таблица 1).

Таблица 1

  № точки     ОХ, мм   Расчет основных показателей двигателя - student2.ru   Политропа сжатия Политропа расширения
Расчет основных показателей двигателя - student2.ru   Расчет основных показателей двигателя - student2.ru ,МПа Расчет основных показателей двигателя - student2.ru   Расчет основных показателей двигателя - student2.ru , МПа
                   

Расчет основных показателей двигателя

Из полученной индикаторной диаграммы определяем величину

среднего индикаторного давления рабочего цикла, МПа,

Расчет основных показателей двигателя - student2.ru ,

где F – площадь диаграммы (a,c,z,b,a), мм2;

mp – принятый масштаб давления, МПа/мм.

Среднее эффективное давление рабочего цикла, МПа,

Pe = Pi·ηм ,

где ηм = 0,8…0,9 – механический кпд двигателя.

Определяем рабочий объем цилиндра, л ,

Vh = Расчет основных показателей двигателя - student2.ru ,

где D и S – диаметр цилиндра и ход поршня, мм.

Через рабочий объем цилиндра определяем литраж двигателя, л,

Vл = Vh·i ,

где i – число цилиндров.

Максимальная мощность двигателя, кВт ,

Расчет основных показателей двигателя - student2.ru ,

гдеn – частота вращения вала двигателя, мин-1;

Крутящий момент, соответствующийNe.max, Н·м ,

Расчет основных показателей двигателя - student2.ru ;

Литровая мощность двигателя, кВт/л ,

Расчет основных показателей двигателя - student2.ru

Сравнить расчетные значения показателей с аналогичными показателями двигателя прототипа.

Расчет основных показателей двигателя - student2.ru

Рисунок 1 – Пример построения индикаторной диаграммы

дизельного двигателя (mp = 0,05МПа/мм)

Расчет основных показателей двигателя - student2.ru

Рисунок 2 – Пример построения индикаторной диаграммы

бензинового двигателя (mp = 0,033МПа/мм)

Приложение

Вариант№ Марка двигателя Тип двигателя   i     D мм   S мм   Ɛ   n мин-1
ВАЗ-2106 бенз. 8,5
Д - 245 диз. 16,0
ВАЗ- 2108 бенз. 9,9
ГАЗ - 52 бенз. 7,2
ЗМЗ - 514 диз. 19,5
ЗМЗ - 53 бенз. 7,6
УЗАМ-331 бенз. 9,5
ЗИЛ - 645 диз. 16,0
МеМЗ-245 бенз. 9,5
ЗИЛ - 114 бенз. 9,5
ЗМЗ - 402 бенз. 8,2
ЯМЗ - 236 диз. 16,5
ЗИЛ - 375 бенз. 7,0
Д - 144 диз. 16,5
ВАЗ - 2105 бенз. 8,5
ЗМЗ - 406 бенз. 9,3
КамАЗ-740 диз. 17,0
СМД - 18 диз. 17,0
АЗЛК-412 бенз. 8,8
ГАЗ - 21 бенз. 7,6
ГАЗ - 560 диз.
ЯМЗ - 238 диз. 16,5
ЗИЛ - 130 бенз. 6,5
ВАЗ - 341 диз.
ГАЗ - 14 бенз. 8,5
УМЗ - 440 диз. 18,0
MAN- D0826 диз. 17,0
Duratec-HE бенз. 10,8
Nissan TD23 диз. 18,0
Ford-SCT бенз. 10,0
VolvoTD610 диз. 17,5
                       

Наши рекомендации