3.6 ЕФЕКТИВНІ ПОКАЗНИКИ ДВИГУНА.
При середній швидкості поршня Сm = 15 м / с. , При ході поршня S = 75 мм. і частотою обертання колінчастого вала двигуна n = 5400 об / хв. , Розрахуємо середній тиск механічних втрат: РМ = А + В * Сm, де коефіцієнти А і В визначаються співвідношенням S / D = 0,75 1, тоді А = 0,0395, В = 0,0113, звідси РМ = 0, 0395 +0,0113 * 15 = 0,209 МПа. Розрахуємо середнє ефективне тиск: ре = рi - pм = 1,116-0,209 = 0,907 МПа. Механічний К.К.Д. складе: м = ре / рi = 0,907 / 1,116 = 0, 812 Ефективний К.П.Д. і ефективний питома витрата палива: е = i м = 0,388 * 0,812 = 0,315; ge = 3600 / (QH е) = 3600 / (42,7 * 0,315) = 268 г / кВт год Основні параметри циліндра і двигуна. 1. Літраж двигуна: Vл = 30 Nе / (ре n) = 30 * 4 * 90 / (0,907 * 5400) = 2,205 л. 2. Робочий об'єм циліндра: Vh = Vл / i = 2,205 / 6 = 0,368 л. 3. Діаметр циліндра: D = 2 103 Vh ( S) = 2 * 10 ^ 3 * (0,368 / (3,14 * 75)) ^ (0,5) = 2 * 103 * 0,0395 = 79, 05 мм. 80 мм. 4. Остаточно прийнявши S = 75 мм. і D = 80мм. об'єм двигуна складе: Vл = D2Si / (4 * 106) = (3,14 * 6400 * 75 * 6) / (4000000) = 2,26 л. 5. Площа поршня: Fп = D2 / 4 = 20096/4 = 5024 мм2 = 50,24 (см2). 6. Ефективна потужність двигуна: Nе = ре Vл n / 30 = (0,907 * 2,26 * 5400) / (30 * 4) = 92,24 (кВт.). 7. Ефективний крутний момент: Ме = (3 * 104 / ) (Ne / n) = (30000/3, 14) * (92,24 / 5400) = 163,2 (н м) 8. Часовий витрата палива: Gт = Ne ge 10-3 = 92,24 268 10-3 = 92,24 * 268 * 10 ^ (-3) = 24,72. 9. Питома поршнева потужність: Nn = 4 Ne / i D2 = (4 * 92,24) / (6 * 3,14 * 80 * 80) = 30,6
3.7 ПОБУДОВА Индикаторная ДІАГРАМИ ДВИГУНА.
Індикаторну діаграму будуємо для номінального режиму двигуна, тобто при Ne = 92,24 кВт. І n = 5400 об / хв. Масштаби діаграми: масштаб ходу поршня 1 мм. ; Масштаб тисків 0,05 МПа в мм. Величини відповідні робочому об'єму циліндра і об'єму камери згоряння: АВ = S / Ms = 75/1, 0 = 75 мм. ; ОА = АВ / ( -1) = 75 / (8,2-1) = 10,4 мм. Максимальна висота діаграми точка Z: рz / Mp = 6,524 / 0,05 = 130,48 мм. Ординати характерних точок: ра / Мр = 0,0893 / 0,05 = 1,786 мм. ; Рс / Мр = 1,595 / 0,05 = 31,9 мм. ; Рв / Мр = 0,4701 / 0,05 = 9,402 мм. : РR / Мр = 0,116 / 0,05 = 2,32 мм. ; Р0 / Мр = 0,1 / 0,05 = 2 мм.
Побудова політропи стиснення і розширення аналітичним методом: 1. Політропи стиснення: Рх = Ра (Vа Vх) n1. Звідси Рх / Мр = (Ра / Мр) (ОВ / ДГ) n1 мм. , Де ОВ = ОА + АВ = 75 +10,4 = 85,4 мм. ; N1 = 1,377.
ТАБЛИЦЯ 2. Дані політропи стиснення:
ТАБЛИЦЯ 3. Дані політропи розширення.: Рх / Мр = Рм (Vв / Vх) n2, звідси Рх / Мр = (рв / Мр) (ОВ / ДГ) n2, де ОВ = 85,4; n2 = 1.25
Рис.1. Індикаторна діаграма.
4. ДИНАМІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ДВИГУНА.
Кінематика кривошипно-шатунного механізму. Sn = (R + ) - (R cos. + cos. ) = R [(1 +1 / ) - (cos. +1 / cos. )], де = R / , тоді Sn = R [(1 + / 4) - (cos. + / 4 cos.2 )], якщо = 180о то Sn = S - ходу поршня, тоді: 75 = R [(1 + / 4) - (-1 + / 4)]; 75 = R [1.0625 +0.9375]; 75 = 2R R = 75/2 = 37.5 мм. = 0,0375 м. = R / Lш Lш = R / = 37,5 / 0,25 = 150 мм. = 15 см. тому = 0,25 Знаходимо швидкість поршня і прискорення в залежності від кута повороту кривошипа: Vп = dSn / dt = R (sin + / 2sin2 ), jn = d2Sn/dt = R 2 (cos + cos2 ), Кутову швидкість знайдемо за формулою: = n/30 = 3,14 * 5400/30 = 565,2 рад / с.
ТАБЛИЦЯ 4 .. Числові дані визначають співвідношення: 1 - (sin + / 2sin2 ), 2 - (cos + cos2 )
Підставивши ці значення у формули швидкості і прискорення і підрахувавши результати занесемо їх у таблицю 5.
ТАБЛИЦЯ 5. Швидкість поршня при різних кутах повороту кривошипа. (М / с)
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 Vп 0 12,89 20,65 21,2 16,06 8,31 0 -8,31 -16,06 -21,2 -20,65 -12,89 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690 Vп 0 12,89 20,65 21,2 16,06 8,31 0 -8,31 -16,06 -21,2 -20,65 -12,89
ТАБЛИЦЯ 6. Прискорення поршня при різних кутах повороту кривошипа.
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 Jп 14974 11872 4492 -2995 -7487 -8877 -8985 -8877 -7487 -2995 4492 11872 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690 Jп 14974 11872 4492 -2995 -7487 -8877 -8985 -8877 -7487 -2995 4492 11872
Рис.2 Графік залежності швидкості поршня від кута повороту кривошипа.
Рис. 3 Графік залежності прискорення поршня від кута повороту кривошипа.
|