Тепловой и динамический расчет дизельного двигателя ЯМЗ-236

2.11 Построение индикаторной диаграммы

Построение индикаторной диаграммы дизеля. Масштабы диаграммы : масштаб хода поршня -- ms = 0,75мм /мм; масштаб давлений -- mP = 0,025МПа /мм

Таблица 12 - Расчетные данные для построения индикаторной диаграммы

Приведенный рабочий объем АВ = S / ms =	169,3	мм	Pr, МПа	0,1150	Pr, мм	4,6
Приведенный объем камеры сгорания ОА = АВ /( e-1) =	13,0	мм	Pк, МПа	0,1000	Pк, мм	4,0
Соотношение Pmax/OBmax =	1,4	1,25-1,7	Pa, МПа	0,0865	Pa, мм	3,5
ПОЛИТРОПА СЖАТИЯ	№ точки	ОХ	OB/OX	(ов/ох)n1	Px/mp	Px
		мм			мм	Мпа
Точка <с> 3,2076 МПа	1	13,02	14,00	37,082	128,3	3,2075
Промежуточные точки политропы сжатия Px = Pa * (OB / OX)n1	2	17,19	10,61	25,369	87,8	2,1950
	3	31,83	5,73	10,914	37,8	0,9450
	4	50,64	3,60	5,776	20,0	0,5000
	5	69,45	2,62	3,738	12,9	0,3225
	6	88,26	2,07	2,708	9,4	0,2350
	7	107,07	1,70	2,068	7,2	0,1800
	8	125,88	1,45	1,663	5,8	0,1450
	9	144,69	1,26	1,372	4,7	0,1175
	10	163,50	1,11	1,154	4,0	0,1000
Точка <а> 0,0865 МПа	11	182,30	1,00	1,000	3,5	0,0875

ПОЛИТРОПА РАСШИРЕНИЯ	№ точки	ОХ	OA/OX	[OA*r/OX)]n2	Px/mp	Px
		мм			мм	МПа
Точка <z> 6,4152 МПа	1	13,00	1,0000	1,0000	256,6	6,4150
Точка <z>	2	17,16	0,7576	1,0000	256,6	6,4150
Промежуточные точки политропы расширения Px = Pz * (OA * r / OX )n2	3	31,81	0,4087	0,4595	117,9	2,9475
	4	50,62	0,2568	0,2558	65,6	1,6400
	5	69,43	0,1872	0,1718	44,1	1,1025
	6	88,24	0,1473	0,1270	32,6	0,8150
	7	107,05	0,1214	0,0995	25,5	0,6375
	8	125,86	0,1033	0,0812	20,8	0,5200
	9	144,67	0,0899	0,0682	17,5	0,4375
	10	163,48	0,0795	0,0584	15,0	0,3750
Точка <b> 0,327 МПа	11	182,30	0,0713	0,0509	13,1	0,3275

В соответствии с принятыми фазами газораспределения и углом опережения впрыска топлива определяют положение точек r, a, a,c, f и b по формуле для перемещения поршня

(2.1)

где ? - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

Выбор величины ? производится при проведении динамического расчета, а при построении индикаторной диаграммы предварительно принимается ? =0,274. Расчёты ординат точек r, a, a”, c, f и b сведены в таблицу.

Таблица 13 - Характерные точки цикла

Характерные точки индикаторной диаграммы	задание	f	W	Ах, мм	Данные точки наносятся на диаграмму после построения. Далее производится скругление диаграммы.
c	момент подачи топлива, гр. до ВМТ	38	-38	0,2639	22,3
f	момент воспламенения смеси, гр. до ВМТ	30	-30	0,1682	14,2
b	момент открытия вып.клапана, гр. до НМТ	56	124	1,6534	140,0
r	момент открытия вп.клапана, гр. до ВМТ	20	-20	0,0763	6,5
a	момент закрытия вып.клапана, гр. после ВМТ	20	20	0,0763	6,5
a"	момент закрытия вп.клапана, гр. после НМТ	56	236	1,6534	140,0	Pc" =	152 мм
c"	Характеристика нарастания рабочего давления в пределах заданного угла	Кнар.	1,2	Pc" = Рс * К нар =	3,8	МПа
		u =	10	Рнар. = (Pz-Pc") / u =	0,2615	МПа/гр.

3. Тепловой баланс проектируемого двигателя

Тепловой баланс показывает, каким образом общее количество тепла, выделившееся при сгорании топлива распределяется между составными частями теплового баланса.

Общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом для дизелей без наддува:

(3.1)

Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 с:

(3.2)

Теплота, передаваемая охлаждающей среде:

(3.3)

где с = 0,45 - 0,53 - коэффициент пропорциональности для четырехтактных двигателей;

i - число цилиндров;

D - диаметр цилиндра, см;

n - частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин;

m = 0,6 - 0,7 - показатель степени для четырехтактных двигателей. В расчете принято m =0,67.

Теплота, унесённая отработанными газами:

(3.4)

Неучтённые потери теплоты:

(3.5)

Составляющие теплового баланса представлены в таблице и на рисунке.

Таблица 14 - Составляющие теплового баланса

Общее кол-во теплоты, введенной в двигатель с топливом	Qo = Hu * Gт / 3,6 =	444060	дж/с
Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 сек.	Qe = Ne =	135000	дж/с
Теплота, передаваемая охлаждающей среде	Qв= С * iц * D(1+2m) * nm * / (1 / a) =	149427	дж/с
Теплоемкость остаточн. газов при V=const	(mC"v)trto =	23,7471	кдж / (кмоль*гр.)
Теплоемкость воздуха при V=const	(mCv)tкto =	20,7750	кдж / (кмоль*гр.)
Теплота, унесенная с отработавшими газами	Qr= (Gт / 3,6) * [M2 * (mc"P)trto - M1 * (mcP)tкto) * tк] =	137212	ОС
Неучтенные потери тепла	Qост = Qo - (Qе + Qв + Qr) =	22421	дж/с
СОСТАВЛЯЮЩИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА, %
Наименование составляющих	Qe	%	Рек. % б/н	Рек. % с/н	соответсвие
Теплота, эквивалентная эффективной работе	135000	30,4%	29 - 42	35 - 45%	Норма
Теплота, передаваемая охлаждающей среде	149427	33,7%	15 - 35	10 - 30%	Нет соответствия ...
Теплота, унесенная с отработавшими газами	137212	30,9%	25 - 45	25 - 45%	Норма
Неучтенные потери тепла	22421	5,0%	0 - 5	0 - 5%	Нет соответствия ...
Общее количество теплоты	444060	100,0%	-	-	-

Содержание