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 Vс. 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
,
Для политропы расширения
,
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 |  | Политропа сжатия | Политропа расширения | ||||
 |  ,МПа |  | , МПа | |||||
Расчет основных показателей двигателя
Из полученной индикаторной диаграммы определяем величину
среднего индикаторного давления рабочего цикла, МПа,
,
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 = 
,
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 ,
,
гдеn – частота вращения вала двигателя, мин-1;
Крутящий момент, соответствующийNe.max, Н·м ,
;
Литровая мощность двигателя, кВт/л ,
Сравнить расчетные значения показателей с аналогичными показателями двигателя прототипа.
Рисунок 1 – Пример построения индикаторной диаграммы
дизельного двигателя (mp = 0,05МПа/мм)
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 | |||||||||