Основні розрахунки щодо роботи автомобільного двигуна (147505)

Посмотреть архив целиком


Зміст


Вступ

1. Хімічні реакції при горінні палива

2. Розрахунок процесів дійсного циклу індикаторних та ефективних показників дійсного циклу двигуна

4. Розрахунок параметрів циліндра та тепловий баланс двигуна

5. Побудова зовнішньої швидкісної характеристики двигуна

6. Кінематичний розрахунок кривошипно-шатуного механізму

7. Побудова індикаторної діаграми циклу двигуна

8. Динамічний розрахунок кривошипно-шатунного механізму

9. Розрахунок та побудова графіків залежностей

10. Розрахунок та побудова поверхневих діаграм

Висновки

Література



Вступ


Впровадження досягнень науково-технічного прогресу в автомобілебудуванні та на автомобільному транспорті вимагає творчого підходу до вирішення наукових і практичних завдань, які стоять перед робітниками цих галузей, що в свою чергу передбачає необхідність підвищення якості підготовки і перепідготовки кадрів для них.

В області розвитку і удосконалення автомобільних двигунів основними задачами на сучасномк етапі являється:

  • зниження паливної економічності;

  • питомої маси;

  • вартості їх виготовлення і експлуатації;

  • боротьба з токсичними викидами в атмосферу;

  • зниження шуму при експлуатауії двигунів.

Виконання цих задач вимагає від спеціалістів, пов’язаних з виробництвом та експлуатацією автомобільних двигунів, глибоких знань теорії, конструкції та розрахунку двигунів внутрішнього згоряння.

Важливим чином у придбанні даних знань, що базуються на основних теоретичних положеннях дисципліни «Автомобільні двигуни».

Курс «Автомобільні двигуни» є одним з базових у справі підготовки інженерно-технічних працівників автомобільного транспорту.

Сучасна автомобільна силова установка (автомобільний двигун) являє собою одну з найскладніших машин, здатних перетворювати теплоту, що виділяється при згорянні палива, у механічну роботу. Процеси згоряння, виділення теплоти і перетворення її в механічну роботу продуктами згоряння відбувається у середині двигуна. Звідси й назва – двигуни внутрішнього згоряння (ДВЗ).



1. Хімічні реакції при горінні палива


Теоретично необхідна кількість повітря для згоряння 1 кг палива:


, кг.повітря/кг.палива.

l0=кг.повітря/кг.палива.


Склад палива: бензинів – С = 0,870; Н = 0,145; О = 0; дизельного палива –

С = 0,870; Н = 0,126; О = 0,004. Вид палива повинен відповідати прототипу двигуна, що заданий у таблиці вихідних параметрів.

Теоретично необхідна кількість повітря для згоряння палива:


, кмоль.повітря/кг.палива.

L0= кмоль.повітря/кг.палива.


Коефіцієнт надлишку повітря  у режимі номінальної потужності приймають за таблицею вихідних параметрів α =0.82

Кількість свіжого заряду

, кмоль свіжого заряду/кг.палива.

M1=0.82·=0.4246 кмоль свіжого заряду/кг.палива.

Кількість двоокису вуглецю (СО2) у продуктах згоряння за умови:


1, , кмоль/кг.палива,

MCO2= кмоль/кг.палива,

де; для нафтових рідких палив к = 0,45...0,53.


Кількість окису вуглецю (СО) у продуктах згоряння за умови:


1,, кмоль/кг.палива.

MCO= кмоль/кг.палива.


Кількість водяної пари (Н2О) у продуктах згоряння

за умови:


1,, кмоль/кг палива.

MH2O= кмоль/кг палива.


Кількість водню (Н2) у продуктах згоряння за умови:


1,, кмоль/кг палива.

MH2= кмоль/кг палива.


Кількість кисню (О2) у продуктах згоряння за умови:

1,, кмоль/кг.палива.

Кількість азоту (N2) у продуктах згоряння


, кмоль/кг.палива.

MN2= кмоль/кг.палива


Загальна кількість продуктів згоряння рідкого палива


, кмоль/кг.палива.

M2= кмоль/кг.палива.


Зміна кількості робочого тіла при згорянні палива

, кмоль/кг.палива.

M= кмоль/кг.палива.

Коефіцієнт молекулярної зміни паливної суміші


.


Нижча теплота згоряння рідкого палива за формулою Менделєєва


, кДж/кг.палива.

Hu= кДж/кг.палива.


Вміст сірки S та вологи W у паливі приймають рівними 0.

Хімічна неповнота згоряння за умови:


1, , кДж/кг палива.

Hu= кДж/кг палива.



Теплота згоряння паливної суміші:


, кДж/кмоль пал.суміші.

Hпал.сум= кДж/кмоль пал.суміші.


Розрахунок процесів дійсного циклу


Тиск навколишнього середовища для розрахунків Р0 = 0,10 МПа.

Температура навколишнього середовища для розрахунків Т0 = 293 К.

Тиск середовища, звідки повітря надходить у циліндр.У випадку відсутності наддуву Рк = Р0.

Температура середовища, звідки повітря надходить у циліндр

При відсутності наддуву Рк = Р0, а Тк = Т0.

Тиск залишкових газів у циліндрі двигуна перед початком процесу наповнення: при відсутності наддуву , МПа;


Pr= МПа


Температуру залишкових газів Tr =1050 K

Густина заряду при наповненні:

при відсутності наддуву ,кг/м3;


кг/м3


де В = 287Дж/кгград  питома газова стала.

При відсутності наддуву приймають .

Втрати тиску при наповненні


, МПа,

Pa= МПа


де   коефіцієнт затухання швидкості руху заряду у перерізі циліндра;

ВП коефіцієнт опору впускної системи, віднесений до найбільш вузького його перерізу, ;

ВП = 50...150 м/с  середня швидкість руху заряду у найменшому перерізі впускної системи в м/с. Значення ВП приймають за таблицею вих. пар.

Тиск кінця впуску


, МПа

Pa= МПа


Температура підігріву свіжого заряду Т. Приймається


Т=10ºС.


Коефіцієнт залишкових газів


,

.


де   ступінь стиску, приймається за табл. вих. пар.

Температура в кінці наповнення


, К.

Ta= К.


Коефіцієнт наповнення


.

.


Середній показник адіабати стиску k1=1,378

Визначається за номограмою Додатку Е (рис. Е-1) у залежності від ступеня стиску  і температури в кінці наповнення Та.

Значення показника політропи стиску n1 в залежності від k встановлю ють у межах:

для бензинових двигунів (k10,01)…(k10,04); Приймаємо n1=1,338

Тиск у кінці теоретичного стиску


, МПа.

Pc= МПа


Температура у кінці теоретичного стиску


, К.

Tc= К


Середня мольна теплоємність свіжого заряду у кінці стиску

, кДж/кмольград.,

кДж/кмольград

де tс  температура у кінці стиску в С (tс = Tс273).

Середня мольна теплоємність залишкових газів

=23,3796 кДж/кмольград

визначається в залежності від коефіцієнта надлишку повітря  і температури у кінці стиску tс шляхом інтерполяції за таблицею В-1 Додатку В

Середня мольна теплоємність робочої суміші


, кДж/кмольград.

кДж/кмольград.


Коефіцієнт молекулярної зміни робочої суміші


,


де r  коефіцієнт залишкових газів.

Теплота згоряння робочої суміші


, кДж/кмоль.

Hроб.сум= кДж/кмоль.

Середня мольна теплоємність продуктів згоряння


.

Окремі компоненти беруть з таблиці С-1 Додатку С.

Рівняння згоряння (тепловий баланс) для:

бензинових двигунів


;

0,85·96494,13+21,99·383=1,1235·(21,01+0,0046tztz

91451,24=25,3855 tz+0,00208tz2

0,00208tz2+25,3855tz-91451,24=0


де z  коефіцієнт використання тепла. Коефіцієнт використання теплоти у період згорання залежить від типу двигуна:

для бензинового двигуна z = 0,85...0,95

Температуру, що відповідає максимальному тиску згоряння Рz визначають шляхом розв’язування квадратного рівняння попереднього пункту


, С,

tz=С.

, К.

Tz=2909+273=3182 К.


Максимальний тиск згоряння:

для бензинового двигуна , МПа;

Pz= МПа.

Дійсний максимальний тиск згоряння:

для бензинового двигуна . МПа.

Pzд=0.85·5,6=4,76Мпа.

Ступінь підвищення тиску . Для бензинових двигунів .

МПа.

Ступінь попереднього розширення

Для бензинових двигунів;

Ступінь подальшого розширення

Для бензинових двигунів =6,5

Середній показник адіабати розширення k2 =1,2584

Визначають по номограмам Е-2 та Е-3 Додатку Е, відповід но, для бензинових та дизельних двигунів за числовими значеннями ,  та Tz.

Середній показник політропи розширення n2


k2=1,2584


Тиск кінця процесу розширення


, МПа.

Pb= МПа.


Температура кінця процесу розширення


, К.

Tb= К.


Перевірка точності вибору значень тиску та температури залишкових газів


, К.

Tr= К.


Значення Тr відрізняється від значення прийнятого у пункті 2.6 на 5%. Умова виконується.




3. Розрахунок індикаторних та ефективних показників дійсного циклу двигуна


3.1. Теоретичний середній індикаторний тиск


, МПа.

МПа.


Дійсний середній індикаторний тиск


, МПа,

Pi=0,95·1,25=1,21 МПа


де  - коефіцієнт повноти індикаторної діаграми, приймається за таб. вих. пар.

Індикаторна потужність двигуна


, кВт,

Ni= кВт,


де Vл – робочий об’єм циліндрів двигуна у літрах (літраж);

n – частота обертання колінчастого вала, об/хв;

 – коефіцієнт тактності ( = 4).

Значення Vл та n приймають за таб. вих. пар.



Індикаторний коефіцієнт корисної дії


,


Індикаторні питомі витрати палива


, г/кВтгод,

q= г/кВтгод.


Тиск механічних втрат Рм визначають за емпіричною залежністю по заданому у таблиці А-1 значенню середньої швидкості поршня (Vп.ср, м/с).

Для бензинових двигунів з числом циліндрів 8 та більше

PM =0,039+0,0132·Vп.ср, МПа,

PM=0,039+0,0132·10,1=0,17 МПа.

Середній ефективний тиск


, МПа.

Pe=1,19-0,17=1,04 МПа


Механічний коефіцієнт корисної дії


,

.


Ефективний коефіцієнт корисної дії


.


Ефективна потужність двигуна


.

Ne=199,19·0,86=166,69 кВт


Ефективні питомі витрати рідкого палива


, г/кВтгод.

ge= г/кВтгод


Годинні витрати палива


, кг/год.

GT=259,55·166,69·10-3=44,36 кг/год


Циклова подача рідкого палива


, г/цикл.

Gц= г/цикл


4. Розрахунок параметрів циліндра та тепловий баланс двигуна


4.1 Робочий об’єм циліндра


, л,

Vh= л.


деі – кількість циліндрів (таблиця вих. пар.).

Діаметр циліндра


, мм,

D= мм.


де S/D – відношення ходу поршня до діаметра циліндра, приймають за таблицею А-1.

Значення D приймають для подальшого розрахунку округленим до цілих значень у мм.

Хід поршня , мм.

S=100·0,95=95 мм,

Значення ходу поршня приймають для подальших розрахунків округленим до цілих міліметрів.

Уточнене значення літражу двигуна


, л,

Vл= л


де D та S у мм.

Уточнене значення ефективної потужності


, кВт.

Ne= кВт


Номінальний ефективний крутний момент


, Нм.

Me= Нм


Уточнене значення годинних витрат палива


, кг/год,

GT=166,79·265,94·10-3=44,36 кг/год.


Уточнене значення середньої швидкості поршня


, м/с,

Vп,ср= м/с.


Загальна кількість тепла, що вводиться у двигун при згорянні палива


, Дж/с,

Q0= Дж/с.


Тепло еквівалентне ефективній роботі


, Дж/с,

Qe=1000·166,79=166790 Дж/с.


Тепло, що передається охолоджуючому середовищу


, Дж/с,

Qв= Дж/с


де С- коефіцієнт пропорційності (С = 0,45…0,52);

і – число циліндрів; D – діаметр циліндра у см; m – показник степеня (для чотирьохтактних двигунів m = 0,6…0,7);

n- число обертів колінчастого валу двигуна, об/хв. (таблиця вих. пар.).

Теплота, що винесена з відпрацьованими газами


, Дж/с,

=31,69

=29,68


Qr= Дж/с

де - середня мольна теплоємність відпрацьованих газів при сталому тискові у кінці випуску;

, кДж/кмольград. Значення визначається згідно пункту 2.19 за таблицею В-2 або В-3 додатку В для tr;

- середня мольна теплоємність повітря при сталому тискові і температурі середовища, звідки надходить повітря;

, кДж/кмольград. Значення визначається за формулою лівого рядку таблиці С-1 додатку С для tк;

Теплота, що втрачена із-за хімічної неповноти згоряння:

для бензинового двигуна


, Дж/с.

Qнс= Дж/с.


Невраховані втрати тепла


, Дж/с.

Qост= Дж/с.


Складові частини теплового балансу у процентах:

=; =;

=; =; =; .


5. Побудова зовнішньої швидкісної характеристики двигуна


Мінімальна частота обертання двигуна nmin= n / 5, об/хв.

nmin=3300/5=660 об/хв

Максимальна частота обертання двигуна:

для бензинового двигуна nmax = 1,1 n, об/хв.

nmax=1,1·3300=3630 об/хв

Крок зміни частоти обертання n = nmin, об/хв.

n =660 об/хв.

Послідовність розрахункових частот:


n1 = nmin; n2 = n1 + n; n3 = n2 + n; n4 = n3 + n; n5 = n.

n1 =9660 об/хв.n2 =660+660=1320 об/хв.n3 =1320+660=1980 об/хв

n4 =1980+660=2640 об/хв.n5 =3300 об/хв.n6 =3630 об/хв.


Для бензинового двигуна n6 = nmax .

Для розрахункових частот обертання колінчастого валу визначають розрахункові точки кривої ефективної потужності:

для бензинових двигунів:


, кВт;

кВт;

кВт;

кВт;

кВт;

кВт;

кВт.


де Ne – номінальна ефективна потужність 4.5; Nex – біжуче значення ефективної потужності (кВт) для конкретних обертів швидкісної характеристики (nx); nx - біжуче значення швидкості обертання колінчастого валу (об/хв).

Біжучі значення ефективного крутного моменту


, Нм.

Нм;

Нм;

Нм;

Нм;

Нм;

Нм.


Біжучі значення середнього ефективного тиску для розрахункових частот обертання колінчастого валу


, МПа.

МПа.

МПа.

МПа.

МПа.

МПа.

МПа.


Біжучі значення середньої швидкості поршня


, м/с.

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с.


Біжучі значення середнього тиску механічних втрат для прийнятих частот обертання визначають за формулами пункту 3.6 для відповідної швидкості поршня Vп.срх.


МПа

МПа

МПа

МПа

МПа

МПа

МПа


Біжучі значення питомих ефективних витрат палива визначають за формулами:


для бензинового двигуна , г/кВтгод;

г/кВтгод;

г/кВтгод;

г/кВтгод;

г/кВтгод;

г/кВтгод;

г/кВтгод.


де ge – питомі витрати палива при номінальній потужності 3.11;

gex – біжуче значення питомих ефективних витрат палива.


Біжучі значення годинних витрат палива


, кг/год.

кг/год

кг/год

кг/год

кг/год

кг/год

кг/год


Залежність коефіцієнта надлишку повітря від частоти обертання визначають через x, що відповідають розрахунковим частотам обертання.

Для бензинових двигунів значення коефіцієнту при мінімальній частоті обертання nmin дорівнює 1 = (0,8…0,85).

1 =0,85·0,94=0,752

Подальші значення коефіцієнтів 2, 3, 4, 5 та 6 дорівнюють =0,94

Біжучі значення коефіцієнта наповнення визначають за формулою


,


де Рех – у МПа; gex – у г/кВтгод.


Таблиця 5.1 - Результати розрахунків зводяться в таблицю у наступній формі

п/п

Швидкість обертання

nx, об/хв

Параметри зовнішньої швидкісної характеристики

Nex,

кВт

Мех ,

Нм

Pex ,

МПа

Vп.срх ,

м/с

Рмх ,

МПа

gex ,

г/кВтгод

Gтх ,

кг/год

x

vx

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1

900

12,36

131,18

0,67

2,65

0,06

386,32

4,77

0,752

0,68

2

1800

26,42

140,22

0,72

5,30

0,09

347,39

9,18

0,94

0,82

3

2700

39,63

140,22

0,72

7,95

0,12

332,41

13,17

0,94

0,78

4

3600

49,43

131,18

0,67

10,60

0,15

341,40

16,87

0,94

0,75

5

4500

53,26

113,08

0,58

13,25

0,18

374,34

19,94

0,94

0,71

6

4950

52,14

100,64

0,52

14,58

0,20

399,79

20,85

0,94

0,68


За результатами розрахунків будуються графіки зовнішньої швидкісної характеристики. Приклади зовнішньої швидкісної характеристики бензинового двигуна приведено на рис. 1, 2.



Рис. 1 - Зовнішньо швидкісна характеристика бензинового двигуна


6. Кінематичний розрахунок кривошипно-шатунного механізму


Відношення радіуса кривошипа до довжини шатуна =0,28 визначають за таблицею вихідних параметрів.

Радіус кривошипу , мм,

R= мм

де S – хід поршня у відповідності за пунктом 4.3.

Переміщення поршня в залежності від кута повороту кривошипа


, мм,


де  - кут повороту кривошипа, що відраховується від точки ВМТ осі циліндра в напрямі обертання колінчастого валу за годинниковою стрілкою. Розрахунок проводиться для значень  від 0 до 360 з кроком 10 використовуючи таблицю D-1 додатку D, в якій для заданих  та  наведені значення виразу .

Результати розрахунків зводять у таблицю в наступній формі:


Таблиця 6.1 - Результати розрахунків переміщення поршня

Кут повороту колінчастого валу 

Значення виразу

Переміщення поршня

Sх, мм

0

0

0

10

0,0194

0,8571

20

0,0767

3,3886

30

0,169

7,4664

40

0,2918

12,8917

50

0,4394

19,4127

60

0,605

26,7289

70

0,7816

34,5311

80

0,9622

42,5100

90

1,14

50,3652

100

1,3094

57,8493

110

1,4656

64,7502

120

1,605

70,9089

130

1,725

76,2105

140

1,8238

80,5755

150

1,901

83,9862

160

1,9561

86,4205

170

1,989

87,8740

180

2

88,36

190

1,989

87,8740

200

1,9561

86,4205

210

1,901

83,9862

220

1,8238

80,5755

230

1,725

76,2105

240

1,605

70,9089

250

1,4656

64,7502

260

1,3094

57,8493

270

1,14

50,3652

280

0,9622

42,5100

290

0,7816

34,5311

300

0,605

26,7289

310

0,4394

19,4127

320

0,2918

12,8917

330

0,169

7,4664

340

0,0767

3,3886

350

0,0194

0,8571

360

0

0


Кутова швидкість обертання колінчастого валу , рад/с.

рад/с

Швидкість переміщення поршня у залежності від кута повороту




де  - кут повороту кривошипа; R – радіус кривошипа, м.

Розрахунок проводиться для значень  від 0 до 360 з кроком 10 використовуючи таблицю D-2 додатку D, в якій для заданих  та  приведені значення виразу .

Результати розрахунків зводять у таблицю в наступній формі:


Таблиця 6.2 - Результати розрахунків швидкості поршня

Кут повороту колінчастого валу 

Значення виразу

Швидкість поршня

Vп, м/с

0

0

0

10

0,2215

4,6091

20

0,442

9,1975

30

0,6212

12,9264

40

0,7807

16,2454

50

0,9088

18,9110

60

0,9872

20,5424

70

1,0297

21,4268

80

1,0317

21,4684

90

1

20,8088

100

0,9369

19,4957

110

0,8497

17,6812

120

0,7448

15,4984

130

0,6281

13,0700

140

0,5049

10,5064

150

0,3788

7,8824

160

0,252

5,2438

170

0,1237

2,5740

180

0

0

190

-0,1237

-2,5740

200

-0,252

-5,2438

210

-0,3788

-7,8824

220

-0,5049

-10,5064

230

-0,6281

-13,0700

240

-0,7448

-15,4984

250

-0,8497

-17,6812

260

-0,9369

-19,4957

270

-1

-20,8088

280

-1,0317

-21,4684

290

-1,0297

-21,4268

300

-0,9872

-20,5424

310

-0,9088

-18,9110

320

-0,7807

-16,2454

330

-0,6212

-12,9264

340

-0,442

-9,1975

350

-0,2215

-4,6091

360

0

0


Прискорення поршня в залежності від кута повороту кривошипа


, м/с 2,


де  - кут повороту кривошипа; R – радіус кривошипа, м. Розрахунок проводиться для значень  від 0 до 360 з кроком 10 використовуючи таблицю D-3 додатку D, в якій для заданих  та  приведені значення виразу .

Результати розрахунків зводять у таблицю в наступній формі:


Таблиця 6.3 - Результати розрахунків прискорення поршня

Кут повороту колінчастого валу 

Значення виразу

Прискорення поршня

, м/с 2

0

1,28

12545,2

10

1,2479

12230,6

20

1,1542

11312,2

30

1,006

9859,74

40

0,8146

7983,84

50

0,5942

5823,72

60

0,36

3528,34

70

0,1275

1249,62

80

-0,0895

-877,184

90

-0,28

-2744,26

100

-0,4367

-4280,07

110

-0,5565

-5454,22

120

-0,64

-6272,6

130

-0,6914

-6776,37

140

-0,7174

-7031,19

150

-0,726

-7115,48

160

-0,7252

-7107,64

170

-0,7217

-7073,34

180

-0,72

-7056,67

190

-0,7217

-7073,34

200

-0,7252

-7107,64

210

-0,726

-7115,48

220

-0,7174

-7031,19

230

-0,6914

-6776,37

240

-0,64

-6272,6

250

-0,5565

-5454,22

260

-0,4367

-4280,07

270

-0,28

-2744,26

280

-0,0895

-877,184

290

0,1275

1249,62

300

0,36

3528,34

310

0,5942

5823,72

320

0,8146

7983,84

330

1,006

9859,74

340

1,1542

11312,2

350

1,2479

12230,6

360

1,27

12545,2


6.7. За результатами розрахунків будуються графічні залежності Sх-1, Vп -2 та п -3 від кута повороту кривошипа .



, м/с

˚

, φ


м/с2

˚


Рис. 1, 2, 3 – Кути повороту


7. Побудова індикаторної діаграми циклу двигуна


Умовна висота камери згоряння у верхній мертвій точці


, мм,

Hc= мм


де S - хiд поршня у мм.

Умовна висота камери згоряння у момент початку розширення


, мм,

Hz= Hc=12,27мм


де  - ступінь попереднього розширення у вiдповiдностi з пунктом 2.29. Для бензинових двигунів .

Розрахункові точки по куту повороту кривошипа для визначення проміжних даних тиску на лінії стиску. Для розрахунку приймаються значення кута повороту кривошипа на лінії стиску від 190 до 350 з кроком 10. Для вказаних кутів повороту за таблицею, заповненою в пункті 6.3, визначаються значення переміщення поршня S190...S350 i вносяться у таблицю наступного пункту.

Проміжні значення тиску визначають за формулою


, МПа,


де n1 - показник політропи стиску у вiдповiдностi до пункту 2.15. В якості Sx у розрахункову формулу підставляють значення S190...S350.


Таблиця 7 - Результати

Кут повороту колінчастого валу 0

Переміщення поршня Sп, мм

Проміжні значення тиску стиску , МПа

190

87,87

0,0809

200

86,42

0,0825

210

83,99

0,0854

220

80,58

0,0897

230

76,21

0,0958

240

70,91

0,1042

250

64,75

0,1158

260

57,85

0,1316

270

50,37

0,1535

280

42,51

0,1844

290

34,53

0,2286

300

26,73

0,2933

310

19,41

0,3895

320

12,89

0,5336

330

7,47

0,7435

340

3,39

1,0199

350

0,86

1,2977

















Розрахункові точки по куту повороту кривошипа для визначення проміжних значень тиску на лінії розширення. Для розрахунку приймаються значення кута повороту  кривошипа на лінії розширення від 350 до 530 з кроком 10. Вказаним кутам повороту в таблиці (пункт 6.3), відповідають значення переміщення поршня S10...S170 , які вносяться у таблицю наступного пункту.

Проміжні значення тиску розширення визначають за формулою


, МПа,


де n2 - показник політропи розширення у вiдповiдностi до пункту 2.32.

Замість Sх у розрахункову формулу підставляють значення S10...S170.

Результати зводять у таблицю за наступною формою:


Таблиця 7.2 - Результати розрахунку проміжних значень тиску лінії розширення

Кут повороту колінчастого валу 0

Переміщення поршня

Sп, мм

Проміжні значення тиску стиску , МПа

370

0,86

4,4832

380

3,39

3,5886

390

7,47

2,6796

400

12,89

1,9722

410

19,41

1,4744

420

26,73

1,1343

430

34,53

0,9011

440

42,51

0,7387

450

50,37

0,6237

460

57,85

0,5409

470

64,75

0,4805

480

70,91

0,4360

490

76,21

0,4033

500

80,58

0,3795

510

83,99

0,3626

520

86,42

0,3514

530

87,87

0,3449


За зразком (рис.4) будується в тонких лініях теоретична індикаторна діаграма розрахункового циклу ДВЗ використовуючи наступні розрахункові показники:


Рa=0,08 МПа; Рc =1,36 МПа; Рz= 4,88 МПа; Р =4,15 МПа; Рв= 0,34 МПа;

Рс 190...Рс 350 - пункт 7.3; Рb 10...Рb 170 - пункт 7.6; S =88,36 мм; Hс =12,27мм;

Hz =12,27мм


Проводиться уточнення індикаторної діаграми враховуючи значення тисків Рк (пункт 2.3) та Рr (пункт 2.5) та будують лінії процесів газообміну. Для проведення округлення індикаторної діаграми навколо точок c, z, b та r необхідні значення тиску в камері згоряння для характерних точок с" та b":


; ; =0,125 МПа

МПа МПа


На графіку теоретичної індикаторної діаграми товстими лініями будується дійсна індикаторна діаграма циклу.


Рис. 4. Індикаторна діаграма


8. Динамічний розрахунок кривошипно-шатунного механізму


Заповнюють таблицю 8.1 результатів динамічного розрахунку КШМ для кутів повороту колінчастого валу від 0 до 720 з кроком 10 за наступною формою.



Таблиця 7 - Результати динамічного розрахунку КШМ

Кут φ,град

Тиск Ргкз, Мпа

Прискорення Jп, м/c2

Pr, кН

Pj, кН

P, кН

N, кН

S,кН

K, кН

T, кН

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0

0,08034

12545,20

-0,136

-10,9833

-11,120

0,000

-11,120

-11,120

0

10

0,08034

12230,59

-0,136

-10,7079

-10,844

-0,531

-10,855

-10,584

-2,397

20

0,08034

11312,24

-0,136

-9,9039

-10,040

-0,964

-10,090

-9,106

-4,337

30

0,08034

9859,74

-0,136

-8,6322

-8,769

-1,236

-8,856

-6,971

-5,454

40

0,08034

7983,84

-0,136

-6,9899

-7,126

-1,297

-7,240

-4,625

-5,573

50

0,08034

5823,72

-0,136

-5,0987

-5,235

-1,141

-5,361

-2,492

-4,743

60

0,08034

3528,34

-0,136

-3,0891

-3,225

-0,800

-3,322

-0,758

-3,193

70

0,08034

1249,62

-0,136

-1,0940

-1,230

-0,332

-1,275

-0,108

-1,270

80

0,08034

-877,18

-0,136

0,7680

0,632

0,179

0,657

-0,067

0,653

90

0,08034

-2744,26

-0,136

2,4026

2,266

0,655

2,359

-0,655

2,266

100

0,08034

-4280,07

-0,136

3,7472

3,611

1,025

3,755

-1,636

3,380

110

0,08034

-5454,22

-0,136

4,7752

4,639

1,252

4,806

-2,765

3,929

120

0,08034

-6272,60

-0,136

5,4917

5,355

1,328

5,516

-3,829

3,974

130

0,08034

-6776,37

-0,136

5,9327

5,796

1,264

5,935

-4,695

3,629

140

0,08034

-7031,19

-0,136

6,1558

6,019

1,096

6,116

-5,315

3,028

150

0,08034

-7115,48

-0,136

6,2296

6,093

0,859

6,154

-5,709

2,303

160

0,08034

-7107,64

-0,136

6,2227

6,086

0,584

6,117

-5,922

1,534

170

0,08034

-7073,34

-0,136

6,1927

6,056

0,297

6,062

-6,014

0,763

180

0,08034

-7073,34

-0,136

6,1927

6,056

0,000

6,056

-6,056

0

190

0,08087

-7073,34

-0,133

6,1927

6,060

-0,297

6,066

-6,018

-0,764

200

0,08251

-7107,64

-0,121

6,2227

6,101

-0,586

6,132

-5,937

-1,538

210

0,08537

-7115,48

-0,101

6,2296

6,128

-0,864

6,189

-5,742

-2,316

220

0,08968

-7031,19

-0,072

6,1558

6,084

-1,107

6,182

-5,372

-3,060

230

0,09578

-6776,37

-0,029

5,9327

5,903

-1,287

6,045

-4,782

-3,696

240

0,10421

-6272,60

0,029

5,4917

5,521

-1,369

5,687

-3,947

-4,096

250

0,11576

-5454,22

0,109

4,7752

4,884

-1,319

5,060

-2,911

-4,137

260

0,13160

-4280,07

0,219

3,7472

3,966

-1,126

4,125

-1,797

-3,713

270

0,15353

-2744,26

0,371

2,4026

2,774

-0,802

2,888

-0,802

-2,774

280

0,18437

-877,18

0,585

0,7680

1,353

-0,384

1,407

-0,143

-1,399

290

0,22860

1249,62

0,892

-1,0940

-0,202

0,055

-0,209

-0,018

0,208

300

0,29327

3528,34

1,341

-3,0891

-1,748

0,434

-1,801

-0,411

1,731

310

0,38950

5823,72

2,008

-5,0987

-3,091

0,674

-3,165

-1,471

2,800

320

0,53360

7983,84

3,008

-6,9899

-3,982

0,725

-4,046

-2,585

3,114

330

0,74349

9859,74

4,463

-8,6322

-4,169

0,588

-4,210

-3,314

2,593

340

1,01991

11312,24

6,381

-9,9039

-3,523

0,338

-3,541

-3,196

1,522

350

1,29765

12230,59

8,307

-10,7079

-2,401

0,118

-2,403

-2,343

0,531

360

2,89042

12545,20

19,355

-10,9833

8,372

0,000

8,372

8,372

0

370

4,48318

12230,59

30,403

-10,7079

19,695

0,965

19,715

19,222

4,353

380

3,58863

11312,24

24,198

-9,9039

14,294

1,372

14,366

12,965

6,175

390

2,67956

9859,74

17,893

-8,6322

9,260

1,306

9,353

7,362

5,760

400

1,97215

7983,84

12,986

-6,9899

5,996

1,091

6,092

3,891

4,689

410

1,47441

5823,72

9,533

-5,0987

4,435

0,967

4,541

2,111

4,018

420

1,13430

3528,34

7,174

-3,0891

4,085

1,013

4,208

0,960

4,044

430

0,90106

1249,62

5,556

-1,0940

4,462

1,205

4,623

0,393

4,605

440

0,73868

-877,18

4,430

0,7680

5,198

1,476

5,406

-0,551

5,375

450

0,62373

-2744,26

3,633

2,4026

6,035

1,744

6,283

-1,744

6,035

460

0,54091

-4280,07

3,058

3,7472

6,805

1,933

7,078

-3,083

6,370

470

0,48047

-5454,22

2,639

4,7752

7,414

2,002

7,681

-4,419

6,280

480

0,43601

-6272,60

2,331

5,4917

7,822

1,940

8,057

-5,593

5,804

490

0,40330

-6776,37

2,104

5,9327

8,036

1,752

8,229

-6,510

5,031

500

0,37951

-7031,19

1,939

6,1558

8,095

1,473

8,224

-7,148

4,072

510

0,36262

-7115,48

1,822

6,2296

8,051

1,135

8,132

-7,544

3,043

520

0,35136

-7107,64

1,744

6,2227

7,966

0,765

8,006

-7,751

2,007

530

0,34494

-7073,34

1,699

6,1927

7,892

0,387

7,900

-7,836

0,994

540

0,12500

-7073,34

0,173

6,1927

6,366

0,000

6,366

-6,366

0

550

0,12500

-7073,34

0,173

6,1927

6,366

-0,312

6,372

-6,322

-0,802

560

0,12500

-7107,64

0,173

6,2227

6,396

-0,614

6,428

-6,223

-1,612

570

0,12500

-7115,48

0,173

6,2296

6,403

-0,903

6,467

-6,000

-2,420

580

0,12500

-7031,19

0,173

6,1558

6,329

-1,152

6,430

-5,589

-3,184

590

0,12500

-6776,37

0,173

5,9327

6,106

-1,331

6,253

-4,946

-3,822

600

0,12500

-6272,60

0,173

5,4917

5,665

-1,405

5,835