logo
Расчет автотракторного двигателя внутреннего сгорания (прототип ЗИЛ-130)

1.8 Анализ результатов теплового расчета

Для контроля правильности определения в тепловом расчете параметров газов, индикаторных и эффективных показателей цикла и экономичности их следует сравнить со значениями, приведенными в таблице 1.1. Рассчитанные параметры должны находиться в указанных пределах.

Результаты теплового расчета двигателя, его размеров и экономичности заносятся в таблицу 1.2.

Таблица 1.1 - Параметры газов

Показатели

Рассчитанные параметры

Пределы изменения

Давление , МПа

1,634

0,9…1,6

Температура , К

786,124

650…750

Давление , МПа

6,329

3,5…6,5

Температура , К

2864,977

2300…2800

Давление , МПа

0,38

0,4…0,60

Температура , К

1548,579

1300…1700

Индикаторный КПД

0,29

0,27…0,35

Эффективный КПД

0,232

0,23…0,30

Среднее эффективное давление , МПа

0,325

0,3…1

Удельный эффективный расход топлива , г/

342,544

280…350

Таблица 1.2 - Результаты теплового расчета двигателя

Давление газов, МПа

0,0792

1,634

6,329

0,38

Температура газов, К

342,794

786,124

2864,977

1548,579

Среднее давление, МПа

0,29

0,325

КПД

0,8

0,161

0,232

Удельный расход топлива, г/

274,035

342,544

Литраж, л

12,487

Для оценки проектируемого двигателя и сравнения его с прототипом определяются следующие показатели:

- удельная литровая мощность:

кВт/л;

- удельная поршневая мощность:

кВт/л,

Где; D - диаметр поршня, ;

- средняя скорость поршня: м/с.

Параметры, полученные путем теплового расчета, сравниваются с их значениями у современных двигателей (таблица 1.3).

Таблица 1.3 - Показатели современных двигателей

Показатели

Рассчитанный параметр

Пределы изменений

Удельная литровая мощность, , кВт/л

8,409

8,0…20,0

Удельная поршневая мощность, , кВт/л

13,811

13,0…18,0

Скорость поршня, , м/с

10,333

8,5…10,5

2. Построение и анализ индикаторной диаграммы

Теоретическая индикаторная диаграмма строится в координатах p - V. Порядок её построения следующий.

На оси абсцисс (лист 1 графической части) откладываем произвольный отрезок, изображающий в каком-либо масштабе объем камеры сгорания , этот отрезок принимают за единицу. Дальше откладываются на оси абсцисс в принятом масштабе объемы:

Выбрав на оси ординат масштаб давлений, откладывают точки:

Через точки проводятся прямые, параллельные оси абсцисс. Точки a и с соединяются политропой сжатия, а точки z и b - политропой расширения. Промежуточные значения (5…6) этих кривых определяются из условия, что каждому значению на оси абсцисс соответствуют следующие значения давлений:

Входящие в эти уравнения отношения объемов определяются по соотношению соответствующих отрезков на оси абсцисс.

Таблица 2.1 - Рассчитанные давления

, мм

, мм

, мм

15

421,82

108,92

30

173,7

41,94

45

103,37

23,99

60

71,53

16,14

75

53,76

11,87

90

42,57

9,23

105

34,95

7,46

120

29,46

6,21

135

25,33

5,28

Рисунок 2.1 - Действительная индикаторная диаграмма

По построенной индикаторной диаграмме определяется среднее теоретическое индикаторное давление:

Где; F - площадь индикаторной диаграммы, ;

l - длина индикаторной диаграммы, l = 135 мм;

м - принятый масштаб давлений (= 0,015 ), определяется по оси ординат.

Полученное значение проверяется аналитическим путем по формуле:

Степень повышения давления при сгорании:

Точность построения индикаторной диаграммы оценивается коэффициентом погрешности:

Коэффициент не должен превышать 3…4%.

Действительное среднее индикаторное давление:

Где; v - коэффициент полноты индикаторной диаграммы ( для бензиновых двигателей, принимаем v = 0,95).