Механічний коефіцієнт корисної дії

,

.

Ефективний коефіцієнт корисної дії

.

Ефективна потужність двигуна

.

N_e=199,19·0,86=166,69 кВт

Ефективні питомі витрати рідкого палива

, г/кВтгод.

g_e= г/кВтгод

Годинні витрати палива

, кг/год.

G_T=259,55·166,69·10^-3=44,36 кг/год

Циклова подача рідкого палива

, г/цикл.

G_ц= г/цикл

4. Розрахунок параметрів циліндра та тепловий баланс двигуна

4.1 Робочий об’єм циліндра

, л,

V_h= 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,

V_л= л

де D та S у мм.

Уточнене значення ефективної потужності

, кВт.

N_e= кВт

Номінальний ефективний крутний момент

, Нм.

M_e= Нм

Уточнене значення годинних витрат палива

, кг/год,

G_T=166,79·265,94·10^-3=44,36 кг/год.

Уточнене значення середньої швидкості поршня

, м/с,

V_п,ср= м/с.

Загальна кількість тепла, що вводиться у двигун при згорянні палива

, Дж/с,

Q₀= Дж/с.

Тепло еквівалентне ефективній роботі

, Дж/с,

Q_e=1000·166,79=166790 Дж/с.

Тепло, що передається охолоджуючому середовищу

, Дж/с,

Q_в= 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

Q_r= 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 t_r;

- 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 t_к;

Теплота, що втрачена із-за хімічної неповноти згоряння:

для бензинового двигуна

, Дж/с.

Q_нс= Дж/с.

Невраховані втрати тепла

, Дж/с.

Q_ост= Дж/с.

Складові частини теплового балансу у процентах:

= ; = ;

= ; = ; = ; .

5. Побудова зовнішньої швидкісної характеристики двигуна

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

n_min=3300/5=660 об/хв

Максимальна частота обертання двигуна:

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

n_max=1,1·3300=3630 об/хв

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

n =660 об/хв.

Послідовність розрахункових частот:

n₁ = n_min; 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 = n_max .

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

для бензинових двигунів:

, кВт;

кВт;

кВт;

кВт;

кВт;

кВт;

кВт.

де N_e – номінальна ефективна потужність 4.5; N_ex – біжуче значення ефективної потужності (кВт) для конкретних обертів швидкісної характеристики (n_x); n_x - 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 V_п.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 g_e – питомі витрати палива при номінальній потужності 3.11;

g_ex – 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 n_min 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 Р_ех – у МПа; g_ex – у г/кВтгод.

Таблиця 5.1 - Результати розрахунків зводяться в таблицю у наступній формі

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

Кутова швидкість обертання колінчастого валу , рад/с.