6. Определение основных параметров ДВС
Крутящий момент, Н•м:
(27)
Литровая мощность, кВт/л:
(28)
Удельная поршневая мощность, кВт/дм2:
(29)
Механический КПД:
(30)
Индикаторный КПД:
, (31)
где - коэффициент избытка воздуха ( = 0,9)
= 14.96 (для бензиновых двигателей)
- низшая теплота сгорания топлива, ккал/кг. = 44
- плотность топливо - воздушной смеси, кг/м3. =1,22
= 0,7
Эффективный КПД:
(32)
Удельный расход, г/кВт•ч:
(33)
Массовый расход, г•ч:
(34)
Перемещение поршня
Зависимость перемещения поршня от угла поворота коленчатого вала определяется по формуле:
(35)
Строим график перемещения поршня из условия =0,25, угол поворота коленчатого вала 0-3600 с шагом 300.
Скорость поршня
Зависимость скорости поршня от угла поворота коленчатого вала определяется по формуле:
(36)
Строим график скорости поршня из условия =0,25, угол поворота коленчатого вала 0-3600 с шагом 300.
Ускорение поршня
Зависимость скорости поршня от угла поворота коленчатого вала определяется по формуле:
(37)
Строим график ускорения поршня из условия =0,25, угол поворота коленчатого вала 0-3600 с шагом 300.
Силы, действующие в двигателе
Сила инерции
Сила инерции определяется по формуле:
, (38)
где - угловая скорость поршня, определяемая по формуле:
, (39)
где - номинальная частота вращения двигателя. =4500 об/мин.
.
- приведенная масса поршня, определяемая по формуле:
, (40)
где - масса поршня, определяемая по формуле:
(41)
- масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца:
, (42)
где - масса шатуна, определяемая по формуле:
(43)
В итоге по формуле (40) определяем приведенную массу поршня:
Значения силы инерции в зависимости от угла поворота коленчатого вала заносим в таблицу 5.
Сила давления газов
Сила давления газов определяется по формуле:
, (44)
где - значения давления при данном угле поворота.
- атмосферное давление. =0,1 МПа.
- площадь поршня.
Площадь поршня определим по формуле:
(45)
Значения силы давления газов в зависимости от угла поворота коленчатого вала заносим в таблицу 5.
Суммарная сила
Суммарная сила определится по формуле:
(46)
Значения суммарной силы в зависимости от угла поворота коленчатого вала заносим в таблицу 5.
Таблица 5. Зависимости силы давления газов, силы инерции и суммарной силы от угла поворота коленчатого вала
Угол |
Давление, МПа |
Сила давления газов, Н |
Ускорение, м/с2 |
Сила инерции, Н |
Суммарная сила, Н |
|
0 |
0,125 |
165 |
11519,19 |
-11519,19 |
-11354,19 |
|
30 |
0,09 |
-66 |
9123,197 |
-9123,197 |
-9189,197 |
|
60 |
0,09 |
-66 |
3409,68 |
-3409,68 |
-3475,68 |
|
90 |
0,09 |
-66 |
-2303,84 |
2303,84 |
2237,84 |
|
120 |
0,09 |
-66 |
-5713,52 |
5713,52 |
5647,52 |
|
150 |
0,09 |
-66 |
-6819,36 |
6819,36 |
6753,36 |
|
180 |
0,09 |
-66 |
-6911,51 |
6911,51 |
6845,51 |
|
210 |
0,1 |
0 |
-6819,36 |
6819,36 |
6819,36 |
|
240 |
0,12 |
132 |
-5713,52 |
5713,52 |
5845,52 |
|
270 |
0,15 |
330 |
-2303,84 |
2303,84 |
2633,84 |
|
300 |
0,33 |
1518 |
3409,68 |
-3409,68 |
-1891,68 |
|
330 |
0,79 |
4554 |
9123,197 |
-9123,197 |
-4569,197 |
|
360 |
1,62 |
10032 |
11519,19 |
-11519,19 |
-1487,19 |
|
390 |
3,7 |
23760 |
9123,197 |
-9123,197 |
14636,803 |
|
420 |
1,6 |
9900 |
3409,68 |
-3409,68 |
6490,32 |
|
450 |
0,82 |
4752 |
-2303,84 |
2303,84 |
7055,84 |
|
480 |
0,65 |
3630 |
-5713,52 |
5713,52 |
9343,52 |
|
510 |
0,54 |
2904 |
-6819,36 |
6819,36 |
9723,36 |
|
540 |
0,44 |
2244 |
-6911,51 |
6911,51 |
9155,51 |
|
570 |
0,125 |
165 |
-6819,36 |
6819,36 |
6984,36 |
|
600 |
0,125 |
165 |
-5713,52 |
5713,52 |
5878,52 |
|
630 |
0,125 |
165 |
-2303,84 |
2303,84 |
2468,84 |
|
660 |
0,125 |
165 |
3409,68 |
-3409,68 |
-3244,68 |
|
690 |
0,125 |
165 |
9123,197 |
-9123,197 |
-8958,197 |
|
720 |
0,125 |
165 |
11519,19 |
-11519,19 |
-11354,19 |
Сила, направленная по радиусу кривошипа
Сила, направленная по радиусу кривошипа определяется по формуле:
(47)
Строим график изменения силы К из условия =0,25, угол поворота коленчатого вала 0-7200 с шагом 300.
Тангенциальная сила
Тангенциальная сила определяется по формуле:
(48)
Строим график изменения тангенциальной силы из условия =0,25, угол поворота коленчатого вала 0-7200 с шагом 300.
Нормальная сила
Нормальная сила определяется по формуле:
(49)
троим график изменения нормальной силы из условия =0,25, угол поворота коленчатого вала 0-7200 с шагом 300.
Сила, действующая по оси шатуна
Сила, действующая по оси шатуна, определяется по формуле:
(50)
Строим график изменения силы, действующей по оси шатуна из условия =0,25, угол поворота коленчатого вала 0-7200 с шагом 300.
угол |
Сила К |
угол |
Сила Т |
угол |
Сила N |
угол |
Сила S |
|
0 |
-11354,2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
-11354,2 |
|
30 |
-7378,93 |
30 |
-5761,63 |
30 |
-1157,84 |
30 |
-9262,71 |
|
60 |
-1073,99 |
60 |
-3458,3 |
60 |
-764,65 |
60 |
-3559,1 |
|
90 |
-572,887 |
90 |
2237,84 |
90 |
572,887 |
90 |
2309,451 |
|
120 |
-3902,44 |
120 |
4162,222 |
120 |
1242,454 |
120 |
5783,06 |
|
150 |
-6273,87 |
150 |
2519,003 |
150 |
850,9234 |
150 |
6807,387 |
|
180 |
-6845,51 |
180 |
0 |
180 |
0 |
180 |
6845,51 |
|
210 |
-6335,19 |
210 |
-2543,62 |
210 |
-859,239 |
210 |
6873,915 |
|
240 |
-4039,25 |
240 |
-4308,15 |
240 |
-1286,01 |
240 |
5985,812 |
|
270 |
-674,263 |
270 |
-2633,84 |
270 |
-674,263 |
270 |
2718,123 |
|
300 |
-584,529 |
300 |
1882,222 |
300 |
416,1696 |
300 |
-1937,08 |
|
330 |
-3669,07 |
330 |
2864,887 |
330 |
575,7188 |
330 |
-4605,75 |
|
360 |
-1487,19 |
360 |
0 |
360 |
0 |
360 |
-1487,19 |
|
390 |
11753,35 |
390 |
9177,275 |
390 |
1844,237 |
390 |
14753,9 |
|
420 |
2005,509 |
420 |
6457,868 |
420 |
1427,87 |
420 |
6646,088 |
|
450 |
-1806,3 |
450 |
7055,84 |
450 |
1806,295 |
450 |
7281,627 |
|
480 |
-6456,37 |
480 |
6886,174 |
480 |
2055,574 |
480 |
9567,764 |
|
510 |
-9033 |
510 |
3626,813 |
510 |
1225,143 |
510 |
9801,147 |
|
540 |
-9155,51 |
540 |
0 |
540 |
0 |
540 |
9155,51 |
|
570 |
-6488,47 |
570 |
-2605,17 |
570 |
-880,029 |
570 |
7040,235 |
|
600 |
-4062,06 |
600 |
-4332,47 |
600 |
-1293,27 |
600 |
6019,604 |
|
630 |
-632,023 |
630 |
-2468,84 |
630 |
-632,023 |
630 |
2547,843 |
|
660 |
-1002,61 |
660 |
3228,457 |
660 |
713,8296 |
660 |
-3322,55 |
|
690 |
-7193,43 |
690 |
5616,79 |
690 |
1128,733 |
690 |
-9029,86 |
|
720 |
-11354,2 |
720 |
0 |
720 |
0 |
720 |
-11354,2 |
Средний крутящий момент
угол |
Крутящий момент |
ср. момент |
|
0 |
0 |
0 |
|
30 |
-239,1075005 |
-71,925252 |
|
60 |
-143,5195164 |
-234,1036 |
|
90 |
92,87036 |
173,9265 |
|
120 |
172,732223 |
670,601599 |
|
150 |
104,5386361 |
607,040943 |
|
180 |
0 |
0 |
|
210 |
-105,5602831 |
||
240 |
-178,788152 |
||
270 |
-109,30436 |
||
300 |
78,1121964 |
||
330 |
118,8927905 |
||
360 |
0 |
||
390 |
380,8569325 |
||
420 |
268,0015386 |
||
450 |
292,81736 |
||
480 |
285,776231 |
||
510 |
150,5127511 |
||
540 |
0 |
||
570 |
-108,1144006 |
||
600 |
-179,7974735 |
||
630 |
-102,45686 |
||
660 |
133,9809489 |
||
690 |
233,096765 |
||
720 |
0 |
, где Тх - значение тангенциальной силы при данном угле поворота.
Тср.= 163,2 Н•м, что составляет разницу с ранее
посчитанным моментом (27) 2,45%.
- 1. Описание процессов, происходящих в одном цикле ДВС
- 2. Расчет параметров одного цикла и построение индикаторной диаграммы ДВС
- 3. Расчет и построение внешней характеристики ДВС
- 4. Построение диаграммы фаз газораспределения
- 5. Проектирование кривошипно-шатунного механизма
- 6. Определение основных параметров ДВС
- 7. Тепловой баланс двигателя
- Список литературы
- § 81. Двигатели внутреннего сгорания
- 1.5 Двигатель внутреннего сгорания
- Двигатель внутреннего сгорания
- Двигатели внутреннего сгорания.
- Двигатели внутреннего сгорания
- Поршневой двигатель внутреннего сгорания.
- Двигатели внутреннего сгорания
- 1. Двигатели внутреннего сгорания.
- Что такое двигатель внутреннего сгорания?