Процесс выпуска

2.5 Процесс выпуска

Выпускной клапан открывается за 40⁰-60⁰ поворота коленчатого вала до прихода поршня в НМТ и закрывается после прохождения поршнем ВМТ примерно 10⁰-20⁰ поворота коленчатого вала

Давление и температура P_r и T_r были приняты в начале расчета. При выполнении работы точки 3,4 назначаются исходя из диаграммы газораспределения ДВС, предложенного в качестве аналога.

Проверку ранее принятой температуры выпускных газов T_r можно произвести по формуле

  (43)

 (44)

Температура и давление выпускных газов ориентировочно колеблется:

для дизелей T_r=700÷900 K; P_r=0,105-0,120 мПА

2.6 Показатели, характеризующие работу ДВС

Теоретическое среднее индикаторное давление, Па, отнесенное к полезному ходу поршня (не скругленной индикаторной диаграммы) определяем по формулам для дизелей

где P_с - давление в конце сжатия, Па.

λ- степень повышения давления при сгорании,

ρ¸ δ-соответственно, коэффициенты предварительного и последующего расширения,

ε- степень сжатия,

n₁, n₂- показатели политропы соответственно сжатия и расширения.

Действительное среднее индикаторное давление, Па, за цикл равняется

 , (45)

где ν=0,92-095 - коэффициент полноты диаграммы, учитывающий отклонении действительного процесса (цикла) от расчетного.

Значение среднего индикаторного давления при работе ДВС с полной нагрузкой для дизелей без наддува составляет до 1,2 МПа,

Индикаторный КПД

, (46)

где P_i - среднее индикаторное давление, Па,

 г/кВт ч (47)

средняя скорость поршня W_ср =6 м/с

литраж ДВС

л, (48)

где i – число цилиндров. 4

При расчете механических потерь на преодоление различных сопротивлений при работе двигателя используют величину среднего давления P_М, Па механических потерь. Величина P_М зависит от конструкционных особенностей ДВС и средней скорости поршня.

Для дизелей с неразделенной камерой сгорания

P_m=0,089+0,012W_n=0,089+0,0125,94=0.23 мПа, (49)

где W_n- средняя скорость поршня при номинальной мощности, м/с.

 , (50)

где S =1,143- ход поршня, м,

n_н - номинальное число оборотов коленчатого вала, об/мин.

Среднее эффективное давление Р_е, для дизелей Р_е=0,5-1,0 МПа,

P_e=P_i-P_M=0,8879-0,273=0,93 МПа (51)

Механические потери в ДВС оцениваются условным механическим КПД (η_м)

 (52)

Эффективный КПД (η_e) по аналогии с η_i равен

 (53)

Эффективный удельный расход топлива g_e = G_i / n_vg,=187/0.83=271 г/кВтч

Крутящий момент двигателя

 нМ (54)

Литровая мощность

 кВт/л (55)

2.7 Определение размеров ДВС

Объем цилиндра V_h,

 л, (56)

где D - диаметр цилиндра, м;

S - ход поршня, м;

Для определения диаметра цилиндра D и хода поршня S следует задаться величиной

S / D = B. Для тракторных дизелей это соотношение берется в пределах 0,9 - 1,2.Чем выше n_н, тем меньше следует выбирать S / D.

Величина S / D - важный показатель ДВС, определяющий его габариты и массу, а так же протекание рабочего процесса. Увеличение отношения S / D ведет к увеличению средней скорости поршня V_n, а, следовательно, к возрастанию динамических нагрузок, сил трения и уменьшению механического КПД. В целом это ведет к увеличению габаритов и массы двигателя и ухудшению индикаторных показателей. Уменьшение S / D влечет за собой увеличение диаметра цилиндра и давлению на него.

Подставив в уравнение (30) значение S = BD, получим откуда диаметр цилиндра D, м.

  (57)

ход поршня

S = (S/D) D=1.136110,3=90, мм (58)

Принимаем S =90 мм;

Объем цилиндра V_h, исходя из геометрических соображений

  (59)

Далее определяем размеры кривошипно-шатунного механизма (КШМ) радиус кривошипа коленчатого вала

r = S/2=125/2=62,5 мм, (60)

где S – ход поршня

Определяем длину шатуна l

l = r/λ=54/0,279=189,96, (61)

где r – радиус кривошипа;

Определяем объем камеры сгорания (V_с)

  (62)

Определяем полный объем

  (63)