Двигатели внутреннего сгорания
Курсовой проект - Транспорт, логистика
Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика
оится аналогично построению линии сжатия, но с помощью лучей ОС и ОЕ, а за начало линии расширения принимается точка z.
Полученная диаграмма а с z в а является теоретической индикаторной диаграммой, из которой расчетное индикаторное давление определяется по выражению
,
где fаczba - площадь диаграммы в мм2; - масштаб давлений.
Значение , полученное по этой формуле, должно быть равно значению , полученному в результате теплового расчета.
Действительная индикаторная диаграмма а/ c/ с// z/ b/ b// a/ отличается от теоретической, так как в реальном двигателе за счет опережения зажигания рабочая смесь воспламеняется до прихода поршня в в.м.т. и повышает давление в конце процесса сжатия. Процесс видимого сгорания происходит при постоянно изменяющемся объеме. Действительное давление конца видимого сгорания
.
Открытие выпускного клапана до прихода поршня в в.м.т. снижает давление в конце расширения, и при положении поршня в в.м.т. имеют место процессы выпуска и наполнения цилиндра. Положение точки С/ зависит от угла опережения зажигания, а положение точки С// ориентировочно определяется выражением
.
Расстояние точки z/ от оси ординат определяется жесткостью работы двигателя и находится в пределах 10…150 поворота кривошипа от в.м.т.
Положение точки в/ определяет угол предварения выпуска, а точку в// обычно располагают между расчетными точками в и а.
По индикаторной диаграмме для проверки теплового расчета определяются среднее индикаторное давление pi и среднее давление насосных потерь
;
Индикаторная диаграмма 4-х тактного дизеля строится аналогично построению индикаторной диаграммы бензинового двигателя.
Различие в построении заключается в том, что политропа расширения дизеля строится не из точки z, а из точки z/.
Положение точки z/ определяется степенью предварительного расширения .
Отрезок zz/ =ОА(-1), мм.
4. Расчет и построение скоростной характеристики двигателя
При построении внешних скоростных характеристик вновь проектируемых двигателей используют результаты теплового расчета, проведенного для нескольких режимов работы двигателя с полной нагрузкой.
С достаточной степенью точности внешнюю скоростную характеристику можно построить по результатам теплового расчета, проведенного для одного режима работы двигателя - режима максимальной мощности, и использования эмпирических зависимостей. Построение кривых скоростной характеристики ведется в интервале:
а) для дизелей от nmin= 300 - 800 мин-1 до nNe, где nNe - частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности.
Максимальная частота вращения коленчатого вала ограничивается: условиями качественного протекания рабочего процесса, термическими напряжениями деталей, допустимой величиной инерционных усилий и т.д.
Минимальная - определяется условиями устойчивой работы двигате-ля при полной нагрузке.
Расчетные точки кривой эффективной мощности определяются по следующим эмпирическим зависимостям через каждые 500…1000 мин-1:
для бензиновых двигателей
; (2.1)
для дизелей с неразделенными камерами сгорания
; (2.2)
для дизелей с предкамерой
; (2.3)
для дизелей с вихревой камерой сгорания
. (2.4)
В формулах (2.1) - (2.4) принято: Ne и nNe - номинальная эффективная мощность (кВт) и частота вращения коленчатого вала (мин-1) при номинальной мощности; Nex и nx - эффективная мощность (кВт) и частота вращения коленчатого вала (мин-1) в искомой точке скоростной характеристики двигателя.
По рассчитанным точкам в масштабе МN строят кривую эффективной мощности.
Точки кривой эффективного крутящего момента (Нм) определяют по формуле
Кривая крутящего момента, построенная в масштабе ММ, выражает также изменение среднего эффективного давления, но в масштабе Мр, (МПа/мм):
Удельный эффективный расход топлива, г/(кВт ч), в искомой точке скоростной характеристики:
для дизелей с неразделенными к.с.
ех = gеN[1,55 - 1,55nх/nN +(nх/nN)2],
где gеN - удельный эффективный расход топлива при номинальной мощности, г/(кВт ч).
Часовой расход топлива, кг/ч
GТх = gехNex10-3
По скоростной характеристике определяют коэффициент приспособляемости К, представляющий собой отношение максимального крутящего момента Мe max к крутящему моменту МеN при номинальной мощности:
К= Мe max/ МеN
Этот коэффициент служит для оценки приспособляемости двигателя к изменению внешней нагрузки и характеризует способность двигателя преодолевать кратковременные перегрузки. Для бензиновых двигателей К= 1,20…1,35; у дизелей кривая крутящего момента протекает более полого и значения коэффициента приспособляемости находятся в пределах К= 1,05… 1,20
Рис. 2.2. Скоростная характеристика карбюраторного ДВС
5.Динамический расчет
Основной задачей динамического расчета является определение сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме проектируемого двигателя.
Построение индикаторной диаграммы в Р -