ПРОЦЕСС РАСШИРЕНИЯ. С учетом характерных значений показателя политропы расширения для заданных параметров двигателя примем средний показатель политропы расширения n2 1,25 Давление и температура в конце процесса расширения ,52413,8760,4701МПа. 1,71653 К Проверка ранее принятой температуры остаточных газов 1,6 1037 К . Погрешность составит 1001037-10301030 0,68 , эта температура удовлетворяет условия 1,7 . 3.5 ИНДИКАТОРНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РАБОЧЕГО ЦИКЛА . Теоретическое среднее индикаторное давление определенное по формуле 1,163 МПа. Для определения среднего индикаторного давления примем коэффициент полноты индикаторной диаграммы равным и 0,96 , тогда среднее индикаторное давление получим рi 0,96 рi 0,961,163 1,116 МПа. Индикаторный К.П.Д. i pi l0 QH 0 v 1,116 14,9570,942,71,1890,763 0,388 , Qн 42,7 МДжкг. Индикаторный удельный расход топлива gi 3600 QH i 360042,70,388 217 гКВт ч. 3.6 Эффективные показатели двигателя. При средней скорости поршня Сm 15 мс при ходе поршня S 75 мм. и частотой вращения коленчатого вала двигателя n5400 обмин рассчитаем среднее давление механических потерь Рм АВ Сm, где коэффициенты А и В определяются соотношением SD 0,751 , тогда А0,0395 , В 0,0113 , отсюда Рм 0,03950,011315 0,209 МПа. Рассчитаем среднее эффективное давление ре рi - pм 1,116-0,209 0,907 МПа. Механический К.П.Д. составит м ре рi 0,907 1,116 0 ,812 Эффективный К.П.Д. и эффективный удельный расход топлива е i м 0,3880,812 0,315 ge 3600QH е 360042,70,315 268 гКВт ч Основные параметры цилиндра и двигателя. 1. Литраж двигателя Vл 30 Nе ре n 304900,9075400 2,205 л. 2. Рабочий объем цилиндра Vh Vл i 2,205 6 0,368 л. 3. Диаметр цилиндра D 2103 VhS 21030,3683,14750,5 21030,0395 79,05 мм. 80 мм. 4. Окончательно приняв S 75 мм. и D 80мм. объем двигателя составит Vл D2Si 4106 3,14640075640 2,26 л. 5. Площадь поршня Fп D2 4 200964 5024 мм2 50,24 см2. 6. Эффективная мощность двигателя Nе ре Vл n 30 0,9072,265400304 92,24 КВт 7. Эффективный крутящий момент Ме 3104 Ne n 300003,1492,245400 163,2 нм 8. Часовой расход топлива Gт Ne ge 10-3 92,2426810-3 92,2426810-324,72 . 9. Удельная поршневая мощность Nn 4 Ne iD2 492,2463,148080 30,6 3.7 ПОСТРОЕНИЕ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ ДВИГАТЕЛЯ . Индикаторную диаграмму строим для номинального режима двигателя, т.е. при Ne92,24 кВт. И n5400 обмин.
Масштабы диаграммы масштаб хода поршня 1 мм. масштаб давлений 0,05 МПа в мм. Величины соответствующие рабочему объему цилиндра и объему камеры сгорания АВ SMs 751,0 75 мм. ОА АВ -1 758,2-1 10,4 мм. Максимальная высота диаграммы точка Z рz Mp 6,5240,05 130,48 мм. Ординаты характерных точек ра Мр 0,08930,05 1,786 мм. рс Мр 1,5950,05 31,9 мм. рв Мр 0,47010,05 9,402 мм. рr Мр 0,1160,05 2,32 мм. р0 Мр 0,10,05 2 мм. Построение политроп сжатия и расширения аналитическим методом 1. Политропа сжатия Рх Ра Vа Vх n1 . Отсюда Рх Мр РаМрОВОХn1 мм где ОВ ОААВ 7510,4 85,4 мм. n1 1,377 . ТАБЛИЦА 2. Данные политропы сжатия ТАБЛИЦА 3. Данные политропы расширения. Рх Мр Рв Vв Vхn2 , отсюда Рх Мр рвМрОВОХn2 , где ОВ 85,4 n2 1.25 Рис.1. Индикаторная диаграмма. 4. ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ . Кинематика кривошипно-шатунного механизма. Sn R- R cos.cos. R11- cos.1 cos где R , тогда Sn R1 4- cos. 4 cos.2 , если 180о то SnS - ходу поршня, тогда 75 R14 14 75 R1.06250.9375 75 2R R 752 37.5 мм.0,0375 м. RLш Lш R 37,50,25 150 мм.15 см. т.к. 0,25 Находим скорость поршня и ускорение в зависимости от угла поворота кривошипа Vп dSndt R sin 2sin2 , jn d2Sndt R2cos cos2 , Угловую скорость найдем по формуле n30 3,14540030 565,2 радс. ТАБЛИЦА 4 Числовые данные определяющие соотношения 1- sin 2sin2 2- cos cos2 Подставив эти значения в формулы скорости и ускорения и подсчитав результаты занесем их в таблицу 5. ТАБЛИЦА 5. Скорость поршня при различных углах поворота кривошипа.мс Vп012,8920,6521,216,068,310-8,31-16,06-2 1,2-20,65-12, Vп012,8920,6521,216,068,310-8,31-16,06-2 1,2-20,65-12,89 ТАБЛИЦА 6. Ускорение поршня при различных углах поворота кривошипа . jп14974118724492-2995-7487-8877-8985-887 7-7487- jп14974118724492-2995-7487-8877-8985-887 7-7487-2995449211872 Рис.2 График зависимости скорости поршня от угла поворота кривошипа. Рис. 3 График зависимости ускорения поршня от угла поворота кривошипа . 4.2 ПОСТРОЕНИЕ РАЗВЕРНУТОЙ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ. Отрезок ОО1 составит ОО1 R2 0,253,752 0,47 см. Отрезок АС АС mj 2 R1 0,5 Рz 0,56,524 3,262 МПа Рх 3,2620,05 65,24 мм. Отсюда можно выразить массу движущихся частей Рассчитаем отрезки BD и EF BD - mj 2 R1 0,0002183194510,03751-0,25 -1,959 МПа. EF -3 mj 2 R -30,0002183194510,03750,25 -1,959 МПа. BD EF Рис.4 Развернутая индикаторная диаграмма карбюраторного двигателя.
Силы инерции рассчитаем по формуле Рj - mj 2 Rcos cos2 ТАБЛИЦА 7. Силы инерции. Рj-3,25-2.58-0,980,651,6251,9271,951,927 1,6250,65-0,98-2, Pj-3,25-2,58-0,980,651,6251,9271,951,927 1,6250,65-0,98-2,58Расчет радиальной, нормальной и тангенциальной сил для одного цилиндра Определение движущей силы, где Р0 0,1 МПа , Рдв Рr Pj - P0 , где Рr - сила давления газов на поршень, определяется по индикаторной диаграмме теплового расчета. Все значения движущей силы в зависимости от угла поворота приведены в таблице 8. Зная движущую силу определим радиальную, нормальную и тангенциальную силы N Рдвtg Z Рдв coscos T Рдв sincos ТАБЛИЦА 8. Составляющие силы. По результатам расчетов построим графики радиальной N рис.5 , нормальной рис.6 , и тангенциальной рис.7 сил в зависимости от угла поворота кривошипа. Рис.5 График радиальной силы N в зависимости от угла поворота кривошипа. Рис 6. График зависимости нормальной силы от угла поворота кривошипа.
Рис.7. График тангенциальной силы в зависимости от угла поворота кривошипа 4.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНЫХ НАБЕГАЮЩИХ ТАНГЕНЦИАЛЬНЫХ СИЛ И СУММАРНОГО НАБЕГАЮЩЕГО КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА . Алгебраическая сумма касательных сил, передаваемых от всех предыдущих по расположению цилиндров, начиная со стороны, противоположной фланцу отбора мощности, называется набегающей касательной силой на этой шейке. В таблице 10 собраны тангенциальные силы для каждого цилиндра в соответствии с работой двигателя и определена суммарная набегающая тангенциальная сила на каждом последующем цилиндре. Суммарный набегающий крутящий момент будет Мкр Тi Fп R , где Fп - площадь поршня Fп 0,005 м2 , R 0,0375 м радиус кривошипа. Порядок работы поршней в шести цилиндровом рядном двигателе 1-4-2-6-3-5 . Формула перевода крутящего момента Мкр 98100 Fп R Рис. 8. График среднего крутящего момента в зависимости от угла поворота кривошипа.
Определим средний крутящий момент Мкр.ср Мmax Mmin2 Мкр.ср 609,94162,22 386 н м . 5. ВЫВОДЫ. В результате проделанной работы были рассчитаны