Тепловой расчет четырехкратных двигателей

где φ_П- коэффициент полноты диаграммы, который принимается для двигателей с искровым зажиганием φ_П = 0,94...0,97; для роторных двигателей φ_П = 0,75...0,87; для дизелей φ_П = 0,92...0,95.

Величина р_i для различных двигателей изменяется в следующих пределах:

для бензиновых четырехтактных двигателей р_i = 0,8... 1,18 МПа, (8,0... 12 кг/см²); для дизелей без наддува р_i = 0,75... 1,05 МПа, (6,5... 10 кг/см²); для дизелей с наддувом до 2,2 МПа (22 кг/см ²); для бензиновых двухтактных двигателей с кривошипно-камерной продувкой р_i = 0,25...0,45 МПа, (2,5...4,5 кг/см²); для газовых четырехтактных р_i = 0,5...0,7 МПа (5...7 кг/см²).

Индикаторный КПД для бензинового  и дизельного двигателей подсчитывается по формуле

 (36)

Для газового двигателя индикаторный КПД при подстановке Н_u в МДж/м , M₁ в кмоль, р_i и р_о   в МПа подсчитывается по формуле

 (37)

 

 

 

Удельный индикаторный расход жидкого  топлива определяется по уравнению (H_u в кДж/кг)

 (33)

Удельный индикаторный расход газового топлива в м³/кВтчас

 (39)

Величина индикаторного КПД  для автотракторных двигателей имеет  следующие значения:

для бензиновых двигателей η_i= 0,25...0,40;

для газовых двигателей η_i =0,28..0.33:

для дизелей η_i =0,40.. .0,53.

Удельный индикаторный расход топлива:

 для бензиновых двигателей g_i= 253... 340 г/кВтч;

для дизелей g_i= 163... 220 г/кВт-ч:

для     газовых     двигателей     следует     определять     удельный индикаторный расход теплоты

 (40)

Величина   удельного   индикаторного   расхода   теплоты   имеет  следующие значения:

g_iT =12,8...10,8 МДж/кВт*ч.

 

1.7 Эффективные показатели

 

Задаемся величиной механического  КПД двигателя исходя из следующих  характерных значений:

для бензиновых двигателей η_м = 0.70...0.85;

для роторных двигателей η_м = 0.80...0,90;

для газовых двигателей η_м = 0,75...0,85;

для дизелей η_м = 0.70.. .0.80.

Тогда среднее эффективное давление

р_e=p_i*η_м (41)

 

а эффективный КПД

η_е= η_i *η_м (42)

Удельный эффективный расход жидкого топлива

                                                                        (43)

Удельный расход топлива для  газовых двигателей в м³/кВтч

 (44)

Удельный эффективный расход теплоты для газовых двигателей в МДж/кВт-ч

                                                                      (45)

 

 

 

Для существующих двигателей эффективные показатели могут иметь следующие величины (табл. 4):

                    

 

1.8. Основные размеры  цилиндра и показатели поршневого  двигателя

По эффективной мощности, частоте  вращения коленчатого вала и среднему эффективному давлению определяем литраж двигателя

                                                                        (46)

где Nе - выражена в кВт; p_е - в МПа; n - в 1/мин; τ = 4 для четырехтактных двигателей и τ = 2 для двухтактных двигателей.

Рабочий объем одного цилиндра

 (47)

где i - число цилиндров (выбирается исходя из прототипа).

Диаметр цилиндра

 (48)

Ход поршня

S = D(S/D).

Полученные теоретически значения D и S исходя из практических соображений приближают к прототипу. По окончательно принятым значениям D и S определяют основные параметры и показатели двигателя:

литраж двигателя

 (49)

эффективную мощность

 (50)

эффективный крутящий момент

                                                                                        (51)

часовой расход жидкого топлива

 (52)

среднюю скорость поршня

 (53)

 

Величина Ne’ может отличаться от заданной Ne не более, чем на 10%. В противном случае расчет необходимо уточнить.

Литровая мощность определяется по формуле

 (54)

Величина литровой мощности для  автотракторных двигателей колеблется в пределах:

бензиновые и газовые двигатели N_л = 30... 70 кВт/л;

дизели N_л = 12...40 кВт/л.