Это произведение будет постоянным для любой точки политропы

Объем камеры сжатия

Показатель политропы сжатия

Проводим атмосферную линию

P₀ * 25= мм.

Проводим линию давления впуска Pa * 25= мм.

Проводим линию давления выпуска Pb₁ * 25= мм.

Степень сжатия e= 14.

Рс= 6 Мпа.

(Pc)-т.С -25 * 6 = 150 мм.

Определяем т.b- Pb * 25= мм

n¹ = 1.36

n² = 1.28

Vc= 250мм\14= 17.85 мм.

Для расчета используем уравнение термодинамики PVⁿ¹ =const

Согласно уравнению в точке Рс-- PVⁿ¹= 150*17,85^1.36=

150 * 50.37=

=7556=const PVⁿ¹

Найдем давление в миллиметрах для объема т.1¹¹, --(Vz) объема предварительного расширения в т.Z

Vz= Vc * r = 17.5 * 1.95 = 34 мм

Р в т.1¹ на политропе сжатия в мм 7556\ 34^1.36 =7556\121.= 62 мм. Следующий расчет давления в мм в т.2¹ ведем для объема в точке 2¹¹ – 34+15= 49 мм и так далее.

Аналогично строят политропу расширения с соответствующим расчету показателя n₂,предварительно взяв за произведение PVⁿ² =const точку объема конца предварительного расширения Z:

Pz* Vⁿ² = 200 * 34^1.28 = 18252

6. расчет точек политроп необходимо проводить через каждые 20мм объема после чего соединить их с помощью лекала.

Таблица расчета политроп сжатия и расширения

Точки объемов	Объем для точек в мм V	Точка на политропе сжатия	Давление сжатия вмм Const PV^n^1= 7556 7556\ V^n^1 = Рс	Точка на политропе расширения	Давление расш. в мм Const PV^n^2 =18252 18252\ V^n^2 = ^Pz
Vc	17.4	С		Z^1
Vz(1^11)		1^1		z
2^11		2^1
3^11		3^1
4^11		4^1
И т.д.

1. Определяем графически среднее индикаторное давление. Для этого разделим площадь индикаторной диаграммы на вертикальные отрезки на равном расстоянии (через 10мм),сложим их длины и раделим на их количество.общую длину отрезков на разделим на масштаб давлений и найдем

P_{i гр.}=

Второй вариант- определить площадь индикаторной диаграммы и разделить на объем (все в мм). Полученное значение с учетом масштаба давлений дает P_iгр.

_{в реальной диаграмме процесс сгорания, начала выпуска имеет скругления. учитываем это коэффициентом полноты} диаграммы,который принимаем 0.9.

тогда P_iгр¹ _=0.9* P_iгр

Расчетные индикаторные и эффективные показатели:

№п\п	параметр	Обозна- чнение	Размер- ность	величина	примечание
	аналитическое среднее индикаторное давление	Pi′	МПа		расчет
	Графическое среднее индикаторное давление	Pi гр.^1	МПа		расчет
	Погрешность в расчетах среднего индикаторного давления	DPi	%		расчет
	Механический КПД	η М	---		принимаем
	Индикаторная работа газов в цилиндре	Li	кДж		расчет
	аналитическое среднее эффективное давление	Pe^*	МПа		Расчет
	Индикаторная мощность	Ni	кВт		Расчет
	Эффективная мощность	Ne	кВт		Расчет
	Цикловая подача топлива,:	gц	кг/цикл		расчет
	Часовой расход топлива:	Gч	, кг/ч		Расчет
	Удельный индикаторный расход топлива,	gi	кг/кВт∙ч:		Расчет
	Удельный эффективный расход топлива,	g e	кг/кВт∙ч:		Расчет
	Индикаторный КПД:	h i			Расчет
	Эффективный КПД:	hе			расчет

Расчетное среднее индикаторное давление теоретического цикла (P_i^`), МПа:

P_i′ = =

Расхождение найденного значения среднего индикаторного давления _i по диаграмме

с расчетным не должно быть более DP_i =2...5%.

Механический КПД двигателя η _М=0,93 (принимаем).

Индикаторная работа газов в цилиндре, кДж:

L_i = P_i′ · V_h¹· 10³.

Где: полный рабочий объём цилиндра, м³:

V_h= пД²\4 ^, S =

Полезный рабочий объём цилиндра, м³:

V_h¹=V_h·(1-y_a)=0,494·(1-0,286)=0,352.

Где: y_a—потерянный рабочий объем (от НМТ до закрытия впускного клапана в 4-х тактных или выпускных окон в 2-х тактных двс,находится в пределах 0.2-0.35)

Среднее эффективное давление, МПа:

P_e^* = P_i · h_м =

Индикаторная мощность, кВт:

N_i = =

Где: i - число цилиндров, n - число оборотов,

m - коэффициент тактности (для 2-х тактных двс-1, для 4-х тактных двс-2)

Эффективная мощность, кВт:

N_e = N_i · h_м =

Цикловая подача топлива, кг/цикл:

g_ц = =

Часовой расход топлива, кг/ч:

G_ч = =

Удельный индикаторный расход топлива, кг/кВт∙ч:

g_i = =

Удельный эффективный расход топлива, кг/кВт∙ч:

g _e = =

Индикаторный КПД:

h _i = =

Эффективный КПД:

h_е = h_i · h_м = 0,50 · 0,93 = 0,46

Погрешность расчета (допустимое отклонение ± 2,5 %):

DP_e = =

Dg_e = =

DN_e = =

Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма

Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма заключается в определении суммарных сил и моментов, возникающих от давления газов и сил инерции. По этим силам рассчитывают основные детали на прочность и износ, а также определяют неравномерность крутящего момента и степень неравномерности хода двигателя.

В течение каждого рабочего цикла (720 для четырех- и 360 deg; для двухтактного двигателя) силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме, непрерывно изменяются по величине и направлению. Поэтому для определения характера изменения этих сил по углу поворота коленчатого вала их величины определяют для ряда отдельных положений вала обычно через каждые 10-30 deg;. Результаты динамического расчета сводят в таблицы.

Во время работы ДВС в КШМ действуют следующие силы:

1 силы давления газов в цилиндре- Pz/ - для ее определения строят развернутую диаграмму

2 силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс.

3 Центробежные силы.

СИЛЫ ДАВЛЕНИЯ ГАЗОВ

Давление газов на поршень Pz – величина переменная при любом положении мотыля может быть определена по развёрнутой индикаторной диаграмме.

Силы давления газов, действующие на площадь поршня, для упрощения динамического расчета заменяют одной силой, направленной по оси цилиндра и приложенной к оси поршневого пальца. Ее определяют для каждого момента времени (угла ф) по индикаторной диаграмме, построенной на основании теплового расчета. для этого строят развернутую индикаторную диаграмму по методу проф. Брикса.

Для этого под индикаторной диаграммой строят вспомогательную полуокружность радиусом R = S/2 (рис. 48). Далее от центра полуокружности (точка 0) в сторону н. м. т. откладывают поправку Брикса-

Поправка Брикса, учитывающая конечную длину шатуна(поршень при положении кривошипа 90град.проходит путь от ВМТ больший,чем от НМТ).

ОО′ = =

Где: l_ш = R\L--постоянная КШМ двигателя(отношение радиуса кривошипа к длине шатуна). Размеры берутся из заданного двигателя.

R= АО мм для сохранения масштаба

Подготовка к построению развернутой диаграммы (рис. 72)

1. На расчетной диаграмме объем хода поршня (ВМТ-НМТ) делим пополам с центром О, из которой проводим малую полуокружность, радиусом равным R=АО=ОВ, т.е половине хода поршня.

2. Влево (к НМТ) откладываем поправку Брикса ОО¹ и из центра О¹ проводим произвольного радиуса большую полуокружность. которую делим через каждые 15 град. Точки деления соединяем с центром О¹.

3. Из точек пересечения линий с малой окружностью проводим вертикальные линии до пересечения с линиями индикаторной диаграммы.

Построение развернутой индикаторной диаграммы (рис.249)

1. На миллиметровой бумаге вдоль откладываем 4 отрезка,соответствующие рабочему объему цилиндра (рис.72 отрезок АВ). Проводим линию,соответствующую атмосферному давлению.

1. 1-й отрезок (такт впуска)- проводим линию, соответствующую давлению наполнения Ра в масштабе.
2. 2-й отрезок (такт сжатия)-_ переносим на линию от 180⁰ до 360⁰ измеряя циркулем точки соответствующие через каждые 15⁰ с индикаторной диаграммы (рис.72).начиная от НМТ. (180⁰)
3. Соответсвенно каждой точке через 15⁰ измерить циркулем на индикаторной диаграмме высоту давлений политропы сжатия,начиная от НМТ и перенести их на развернутую диаграмму.
4. Соединяем полученные точки давлений на развернутой диаграмме и получаем развернутую политропу сжатия.
5. 3-й отрезок (такт расширения). Переносим точки через каждые 15⁰,начиная от ВМТ соответственно на такт расширения на развернутой диаграмме.
6. Снимаем циркулем величины давлений соответствующих точек через 15⁰ с политропы расширения индикаторной диаграммы и переносим на развернутую. Соединив полученные точки давлений соответсвенно углу поворота кривошипа,получаем развернутую политропу расширения.
7. 4-й отрезок (такт выпуска). Проводим линию давления выпуска Рb¹ соответственно ранее выполненным расчетам

Дать развернутые ответы на вопросы:

1. из чего складываются силы инерции инерции поступательно движущихся частей, при каких положениях поршня достигаются максимальные силы инерции масс поступательно движущихся деталей КШМ. каковы могут быть последствия превышения сил инерции, какие меры принимаются для их ограничения.

2. из чего складываются вращающиеся массы, какими способами уравновешиваются силы инерции вращающихся масс КШМ в двигателе?

3. для чего служит маховик двигателя, от чего зависит его масса и почему она расположена как можно дальше от центра маховика в виде обода?

Дата добавления: 2014-12-26