Расчет параметров одного цикла

Объем камеры сгорания: V_c = 1 (в условных единицах).

Полный объем,V_a:

V_a = e × V_c, ( 2.1 )

где e ^_ степень сжатия, e=15.

V_a = 15×1 = 15.

Рабочий объем:

V_h = V_a - V_c , ( 2.2 )

V_h = 15-1 = 14.

Объем в конце сгорания:

V_z = r × V_c , ( 2.3 )

где r ^_ степень предварительного расширения, r=1,9

V_z = 1,9×1 = 1,9.

Показатель политропы сжатия, n_1:

n₁ =1,41 – 100/n_с , ( 2.4 )

где n_с ^_ номинальная частота вращения коленвала, n_с =1850 об/мин.

n₁= 1,41 – 100/1850 = 1,36

Давление в конце такта сжатия, p_c МПа [2]:

p_c = p_a × e ⁿ¹ , ( 2.5 )

где p_a ^_ давление при впуске, p_a =0,095 МПа.

p_c = 0,095∙15^1,36 = 3,77 МПа.

Давление в конце такта сгорания, p_z МПа [2]:

p_z = l × p_c, ( 2.6 )

где l ^_ степень повышения давления, l=2,1.

p_z = 2,1 × 3,77 = 7,9 МПа.

Показатель политропы расширения, n₂ [3]:

n₂ =1,22 – 130/n_с, ( 2.7 )

n₂ = 1,22 – 130/1850 = 1,150.

Давление в конце такта расширения, р_b МПа [2]:

p_b = p_z / d ⁿ² , (2.8)

где d ^_ степень последующего расширения;

d = e /r ( 2.9 )

d = 15/1,9 = 7,89

p_b= 7,9/7,89^1,15 = 0,73 МПа

Среднее теоретическое индикаторное давление, р_im МПа [2]:

,

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РПОК.МС-311.18.00.00.00 ПЗ

, (2.10)

МПа.

Среднее давление механических потерь, р_м МПа [2]:

, ( 2.11 )

где ^_ средняя скорость поршня в цикле, = 10 , [2].

МПа.

Действительное индикаторное давление, р_iд МПа [2]:

, ( 2.12 )

где n- коэффициент неполноты диаграммы, n=0,95, [2];

^_ давление выхлопных газов, =0,125 МПа.

МПа.

Среднее эффективное давление цикла, МПа [2]:

(2.13 )

МПа

Механический КПД, [2]:

, (2.14)

.

Индикаторный КПД, [4]:

, (2.15)

где - коэффициент избытка воздуха, = 1,3[3]; - теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива , = 14,45 кг возд/кг топлива (для дизельных двигателей)[3]; - низшая теплота сгорания топлива, = 42,5 МДж/кг [3]; - плотность топливо – воздушной смеси, =1,23 кг/м³ [3]; - коэффициент наполнения цилиндра [4].

, (2.16)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РПОК.МС-311.18.00.00.00 ПЗ

где - начальная температура в цилиндре, = 288К, [3]; ∆Т- величина подогрева свежего заряда, ∆Т= 15К, [3]; - начальное давление в цилиндре, =0,1 МПа, [3].

;

.

Удельный расход топлива , г/ кВт∙ч [4]:

, (2.17)

г/ кВт∙ч.

Эффективный КПД, , [2]:

, (2.18)

.

Удельный расход топлива на единицу эффективной мощности , г/ кВт∙ч [4]:

, (2.19)

г/ кВт∙ч.

ПОСТРОЕНИЕ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ ДВС

Для построения индикаторной диаграммы использованы результаты расчетов проведенных в разделе 2.

Для того чтобы более точно построить политропы процессов сжатия и расширения были посчитаны промежуточные значения давлений при различных значениях объема.

Промежуточные точки политропы сжатия [2] (таблица 3.1):

p_x = (V_a / V_x) ⁿ¹ × p_a , (3.1)

где V_x – заданный объем цилиндра.

При p_x = (15 / 2) ^1,356 × 0,095=1,45 МПа.

Таблица 3.1 – Промежуточные точки политропы сжатия

Vx
px, МПа	1,45	0,57	0,32	0,22	0,16	0,12	0,10	0,095

Промежуточные точки политропы расширения [2] (таблица 3.2):

p_x = (V_b / V_x) ⁿ² × p_b , (3.2)

где V_b= V_a- полный объем цилиндра.

При p_x = (15 / 2) ^1,15× 0,728=7,38 МПа.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РПОК.МС-311.14.00.00.00 ПЗ

Таблица 3.2 – Промежуточные точки политропы расширения

Vx
px, МПа	7,38	3,32	2,08	1,49	1,16	0,94	0,69	0,72

Индикаторная диаграмма представлена на рисунке 3а.