Зміст
ВСТУП
1. Розрахунково-фізична визначення параметрів зовнішньої швидкісної характеристики транспортного поршневого двигуна
1.1 Розрахунок бензинового двигуна
1.2 Розрахунок дизельного двигуна
ВСТУП
Основою силового модуля сучасних транспортних засобів є поршневий двигун внутрішнього згорання - теплова машина, яка перетворює теплоту згоряння вуглеводневих палив в механічну енергію.
У процесі експлуатації параметри роботи двигуна (розвиваються потужність і крутний момент, масовий і питома витрати палива, викид токсичних і концерогенних речовин з відпрацьованими газами та ін) істотно погіршуються і виникає необхідність у автосервісній впливі на двигун, тобто в різних регулюваннях чи поточного ремонту його систем та вузлів.
Правильність реалізованих технологічних процесів в сервісі і обраного інструментарію, достатність кваліфікаційного рівня виконавців та наявність у них стійких навичок виконання конкретних послуг, а також, в кінцевому підсумку, відповідність автомобіля в цілому і відремонтованого двигуна зокрема правилам безпеки дорожнього руху можуть бути перевірені, наприклад, шляхом порівняння низки заміряних на випробувальному стенді і розрахунково-теоретичних параметрів роботи двигуна.
Метою роботи є закріплення знань, отриманих на лекційних та практичних з дисципліни.
Завданнями роботи є набуття навичок розрахунку та побудови швидкісної залежності бензинового або дизельного двигуна, аналіз регулювальних кривих, а також оцінка якості виконаних регулювальних і ремонтних впливів на двигун.
1. Розрахунково-фізична визначення параметрів зовнішньої швидкісної характеристики транспортного поршневого двигуна
1.1 Розрахунок бензинового двигуна
В якості базового приймаємо чотиритактний 4-циліндровий безнаддувний бензиновий двигун (щільність повітря на всмоктуванні P про = 1,21 кг / м 3), в якому для стехіометричного згоряння 1 кг палива потрібно 14,95 кг повітря (L 0 = 14,95 кг / кг).
Таблиця 1: Варіанти розрахунку.
Для розрахунку приймаємо варіант - резерв.
Розрахунок.
1. Потужність у розрахункових точках:
N ex = N e · n x / n N · (1 + n x / n N - (n x / n N) 2); кВт
N 500 = 68.500 / 5550 · (1 +500 / 5550 - (500/5550) 2) = 6,043 кВт
N 1000 = 68.1000 / 5550 · (1 +1000 / 5550 - (1000/5550) 2) = 12,821 кВт
N 2000 = 68.2000 / 5550 · (1 +2000 / 5550 - (2000/5550) 2) = 27,492 кВт
N 3000 = 68.3000 / 5550 · (1 +3000 / 5550 - (3000/5550) 2) = 41,837 кВт
N 4000 = 68.4000 / 5550 · (1 +4000 / 5550 - (4000/5550) 2) = 53,679 кВт
N 5000 = 68.5000 / 5550 · (1 +5000 / 5550 - (5000/5550) 2) = 60,843 кВт
N 6000 = 68.6000 / 5550 · (1 +6000 / 5550 - (6000/5550) 2) = 61,152 кВт
2. Ефективний крутний момент:
M ex = 9550 · N ex / n x; Нм
M 500 = 9550 · 6,043 / 500 = 115,43 Нм
M 1000 = 9550 · 12,821 / 1000 = 122,444 Нм
M 2000 = 9550 · 27,492 / 2000 = 131,276 Нм
M 3000 = 9550 · 41,837 / 3000 = 133,181 Нм
M 4000 = 9550 · 53,679 / 4000 = 128,158 Нм
M 5000 = 9550 · 60,843 / 5000 = 116,209 Нм
M 6000 = 9550 · 61,152 / 6000 = 97,333 Нм
3. Середня швидкість поршня.
V СРХ = 333.10 -7 · S · n x; м / с
V 500 = 333.10 -7 · 80 · 500 = 1,332 м / с
V 1000 = 333.10 -7 · 80 · 1000 = 2,664 м / с
V 2000 = 333.10 -7 · 80 · 2000 = 5,328 м / с
V 3000 = 333.10 -7 · 80 · 3000 = 7,992 м / с
V 4000 = 333.10 -7 · 80 · 4000 = 10,656 м / с
V 5000 = 333.10 -7 · 80 · 5000 = 13,32 м / с
V 6000 = 333.10 -7 · 80 · 6000 = 15,984 м / с
4. Середнє ефективне тиск циклу.
P ex = 120 · N ex / V дв · n x; МН / м 2
P 500 = 120.6, 043 / 1,60 · 500 = 0,907 МН / м 2
P 1000 = 120.12, 821 / 1,60 · 1000 = 0,962 МН / м 2
P 2000 = 120.27, 492 / 1,60 · 2000 = 1,031 МН / м 2
P 3000 = 120.41, 837 / 1,60 · 3000 = 1,046 МН / м 2
P 4000 = 120.53, 679 / 1,60 · 4000 = 1,006 МН / м 2
P 5000 = 120.60, 843 / 1,60 · 5000 = 0,913 МН / м 2
P 6000 = 120.61, 152 / 1,60 · 6000 = 0,764 МН / м 2
5. Середній тиск механічних втрат.
P mx = 0.034 +0.0113 · V СРХ; МН / м 2
P 500 = 0.034 +0.0113 · 1,332 = 0.049 МН / м 2
P 1000 = 0.034 +0.0113 · 2,664 = 0.064 МН / м 2
P 2000 = 0.034 +0.0113 · 5,328 = 0.094 МН / м 2
P 3000 = 0.034 +0.0113 · 7,992 = 0.124 МН / м 2
P 4000 = 0.034 +0.0113 · 10,656 = 0.154 МН / м 2
P 5000 = 0.034 +0.0113 · 13,32 = 0.185 МН / м 2
P 6000 = 0.034 +0.0113 · 15,984 = 0.215 МН / м 2
6. Середнє індикаторне тиск циклу.
P ix = P ex + P mx; МН / м 2
P 500 = 0,907 + 0.049 = 0.956 МН / м 2
P 1000 = 0,962 + 0.064 = 1.026 МН / м 2
P 2000 = 1,031 + 0.094 = 1.125 МН / м 2
P 3000 = 1,046 + 0.124 = 1.170 МН / м 2
P 4000 = 1,006 + 0.154 = 1.161 МН / м 2
P 5000 = 0,913 + 0.185 = 1.097 МН / м 2
P 6000 = 0,764 + 0.215 = 0.979 МН / м 2
7. Індикаторний крутний момент.
M ix = 79.59 · V дв · P ix; Нм
M 500 = 79.59 · 1,60 · 0.956 = 121,686 Нм
M 1000 = 79.59 · 1,60 · 1.026 = 130,617 Нм
M 2000 = 79.59 · 1,60 · 1.125 = 143,283 Нм
M 3000 = 79.59 · 1,60 · 1.170 = 149,022 Нм
M 4000 = 79.59 · 1,60 · 1.161 = 147,833 Нм
M 5000 = 79.59 · 1,60 · 1.097 = 139,716 Нм
M 6000 = 79.59 · 1,60 · 0.979 = 124,672 Нм
8.Удельний ефективна витрата палива.
q ex = q eN · (1.55-1.55 · n x / n N + (n x / n N) 2); г / кВтг
q 500 = 294 · (1.55-1.55 · 500/5550 + (500/5550) 2) = 417,032 г / кВтг
q 1000 = 294 · (1.55-1.55 · 1000/5550 + (1000/5550) 2) = 383,137 г / кВтг
q 2000 = 294 · (1.55-1.55 · 2000/5550 + (2000/5550) 2) = 329,663 г / кВтг
q 3000 = 294 · (1.55-1.55 · 3000/5550 + (3000/5550) 2) = 295,278 г / кВтг
q 4000 = 294 · (1.55-1.55 · 4000/5550 + (4000/5550) 2) = 279,982 г / кВтг
q 5000 = 294 · (1.55-1.55 · 5000/5550 + (5000/5550) 2) = 283,776 г / кВтг
q 6000 = 294 · (1.55-1.55 · 6000/5550 + (6000/5550) 2) = 306,66 г / кВтг
9. Часовий витрата палива.
G Tx = 0.001 · q ex · N ex; кг / год
G 500 = 0.001 · 417,032 · 6,043 = 2,520 кг / год
G 1000 = 0.001 · 383,137 · 12,821 = 4,912 кг / год
G 2000 = 0.001 · 329,663 · 27,492 = 9,063 кг / год
G 3000 = 0.001 · 295,278 · 41,837 = 12,353 кг / год
G 4000 = 0.001 · 279,982 · 53,679 = 15,029 кг / год
G 5000 = 0.001 · 283,776 · 60,843 = 17,266 кг / год
G 6000 = 0.001 · 306,66 · 61,152 = 18,753 кг / год
10. Коефіцієнт надлишку повітря.
L x = 0.7 - 0.8
L 500 = 0.7
L 1000 = 0.7
L 2000 - 6000 = 0.8
11. Коефіцієнт наповнення циліндрів.
ƞ Vx = L 0 · P ex · L x · q ex / 3600 · P 0;
ƞ 500 = 14,95 · 0,907 · 0,7 · 417,032 / 3600.1, 21 = 0,9081
ƞ 1000 = 14,95 · 0,962 · 0,7 · 383,137 / 3600.1, 21 = 0,885
ƞ 2000 = 14,95 · 1,031 · 0,7 · 329,663 / 3600.1, 21 = 0,817
ƞ 3000 = 14,95 · 1,046 · 0,7 · 295,278 / 3600.1, 21 = 0,742
ƞ 4000 = 14,95 · 1,006 · 0,7 · 279,982 / 3600.1, 21 = 0,677
ƞ 5000 = 14,95 · 0,913 · 0,7 · 283,776 / 3600.1, 21 = 0,622
ƞ 6000 = 14,95 · 0,764 · 0,7 · 306,66 / 3600.1, 21 = 0,563
Отримані дані групуємо в таблицю.
Таблиця 2: Розрахункові дані.
За даними таблиці будуємо графіки зовнішньої швидкісної характеристики ДВС.
(Див. Додаток 1).
1.2 Розрахунок дизельного двигуна
В якості базового приймаємо чотиритактний 8-циліндровий дизельний двигун з наддувом (щільність повітря на всмоктуванні P про = 1,73 кг / м 3), в якому для стехіометричного згоряння 1 кг палива потрібно 14,45 кг повітря (L 0 = 14,45 кг / кг).
Таблиця 3: Варіанти розрахунку.
Для розрахунку приймаємо варіант - 4.
Розрахунок.
1. Потужність у розрахункових точках:
N ex = N e · n x / n N · (0,87 +1,13 · n x / n N - (n x / n N) 2); кВт
N 500 = 305.500 / 2350 · (0,87 +1,13 · 500/2350- (500/2350) 2) = 69,122 кВт
N 1000 = 305.1000 / 2350 · (0,87 +1,13 · 1000/2350- (1000/2350) 2) = 151,822 кВт
N 1500 = 305.1500 / 2350 · (0,87 +1,13 · 1500/2350- (1500/2350) 2) = 230,473 кВт
N 2000 = 305.2000 / 2350 · (0,87 +1,13 · 2000/2350- (2000/2350) 2) = 287,451 кВт
2. Ефективний крутний момент:
M ex = 9550 · N ex / n x; Нм
M 500 = 9550 · 69,122 / 500 = 1320,227 Нм
M 1000 = 9550 · 151,822 / 1000 = 1449,897 Нм
M 1500 = 9550 · 230,473 / 1500 = 1467,347 Нм
M 2000 = 9550 · 287,451 / 2000 = 1372,578 Нм
3. Середня швидкість поршня.
V СРХ = 333.10 -7 · S · n x; м / с
V 500 = 333.10 -7 · 144 · 500 = 2,398 м / с
V 1000 = 333.10 -7 · 144 · 1000 = 4,795 м / с
V 1500 = 333.10 -7 · 144 · 1500 = 7,193 м / с
V 2000 = 333.10 -7 · 144 · 2000 = 9,59 м / с
4. Середнє ефективне тиск циклу.
P ex = 120 · N ex / V дв · n x; МН / м 2
P 500 = 120.69, 122 / 14,8 · 500 = 1,121 МН / м 2
P 1000 = 120.151, 822 / 14,8 · 1000 = 1,231 МН / м 2
P 2000 = 120.230, 473 / 14,8 · 1500 = 1,246 МН / м 2
P 3000 = 120.287, 451 / 14,8 · 2000 = 1,165 МН / м 2
5. Середній тиск механічних втрат.
P mx = 0.09 +0.0112 · V СРХ; МН / м 2
P 500 = 0.09 +0.0112 · 2,398 = 0,119 МН / м 2
P 1000 = 0.09 +0.0112 · 4,795 = 0,148 МН / м 2
P 1500 = 0.09 +0.0112 · 7,193 = 0,176 МН / м 2
P 2000 = 0.09 +0.0112 · 9,59 = 0,205 МН / м 2
6. Середнє індикаторне тиск циклу.
P ix = P ex + P mx; МН / м 2
P 500 = 1,121 + 0,119 = 0,133 МН / м 2
P 1000 = 1,231 + 0,148 = 0,181 МН / м 2
P 1500 = 1,246 + 0,176 = 0,22 МН / м 2
P 2000 = 1,165 + 0,205 = 0,239 МН / м 2
7. Індикаторний крутний момент.
M ix = 79.59 · V дв · P ix; Нм
M 500 = 79.59 · 14,8 · 0,133 = 156,818 Нм
M 1000 = 79.59 · 14,8 · 0,181 = 213,939 Нм
M 1500 = 79.59 · 14,8 · 0,22 = 258,735 Нм
M 2000 = 79.59 · 14,8 · 0,239 = 281,518 Нм
8. Питома ефективна витрата палива.
q ex = q eN · (1.2-n x / n N +0,8 · (n x / n N) 2); г / кВтг
q 500 = 235 · (1.2-500/2350 +0,8 · (500/2350) 2) = 240,511 г / кВтг
q 1000 = 235 · (1.2-1000/2350 +0,8 · (1000/2350) 2) = 216,143 г / кВтг
q 1500 = 235 · (1.2-1500/2350 +0,8 · (1500/2350) 2) = 208,596 г / кВтг
q 2000 = 235 · (1.2-2000/2350 +0,8 · (2000/2350) 2) = 218,17 г / кВтг
9. Часовий витрата палива.
G Tx = 0.001 · q ex · N ex; кг / год
G 500 = 0.001 · 240,511 · 69,122 = 16,625 кг / год
G 1000 = 0.001 · 216,143 · 151,822 = 32,8 кг / год
G 1500 = 0.001 · 208,596 · 230,473 = 48,076 кг / год
G 2000 = 0.001 · 218,17 · 287,451 = 62,713 кг / год
10. Коефіцієнт надлишку повітря.
L 500 = 0.7 · L N = 1.113
L 1000 - 2000 = 0.8 · L N = 1.272
11. Коефіцієнт наповнення циліндрів.
ƞ Vx = L 0 · P ex · L x · q ex / 3600 · P 0;
ƞ 500 = 14,45 · 1,121 · 1.113 · 240,511 / 3600.1, 21 = 0,696
ƞ 1000 = 14,45 · 1,231 · 1.272 · 216,143 / 3600.1, 21 = 0,785
ƞ 2000 = 14,45 · 1,246 · 1.272 · 208,596 / 3600.1, 21 = 0,767
ƞ 3000 = 14,45 · 1,165 · 1.272 · 218,17 / 3600.1, 21 = 0,75
Таблиця 4: Розрахункові дані.
ВСТУП
1. Розрахунково-фізична визначення параметрів зовнішньої швидкісної характеристики транспортного поршневого двигуна
1.1 Розрахунок бензинового двигуна
1.2 Розрахунок дизельного двигуна
ВСТУП
Основою силового модуля сучасних транспортних засобів є поршневий двигун внутрішнього згорання - теплова машина, яка перетворює теплоту згоряння вуглеводневих палив в механічну енергію.
У процесі експлуатації параметри роботи двигуна (розвиваються потужність і крутний момент, масовий і питома витрати палива, викид токсичних і концерогенних речовин з відпрацьованими газами та ін) істотно погіршуються і виникає необхідність у автосервісній впливі на двигун, тобто в різних регулюваннях чи поточного ремонту його систем та вузлів.
Правильність реалізованих технологічних процесів в сервісі і обраного інструментарію, достатність кваліфікаційного рівня виконавців та наявність у них стійких навичок виконання конкретних послуг, а також, в кінцевому підсумку, відповідність автомобіля в цілому і відремонтованого двигуна зокрема правилам безпеки дорожнього руху можуть бути перевірені, наприклад, шляхом порівняння низки заміряних на випробувальному стенді і розрахунково-теоретичних параметрів роботи двигуна.
Метою роботи є закріплення знань, отриманих на лекційних та практичних з дисципліни.
Завданнями роботи є набуття навичок розрахунку та побудови швидкісної залежності бензинового або дизельного двигуна, аналіз регулювальних кривих, а також оцінка якості виконаних регулювальних і ремонтних впливів на двигун.
1. Розрахунково-фізична визначення параметрів зовнішньої швидкісної характеристики транспортного поршневого двигуна
1.1 Розрахунок бензинового двигуна
В якості базового приймаємо чотиритактний 4-циліндровий безнаддувний бензиновий двигун (щільність повітря на всмоктуванні P про = 1,21 кг / м 3), в якому для стехіометричного згоряння 1 кг палива потрібно 14,95 кг повітря (L 0 = 14,95 кг / кг).
Таблиця 1: Варіанти розрахунку.
| Параметри | Варіанти | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | резерв | |
| Ефективна потужність двигуна Ne, кВт | 55 | 58 | 60 | 62 | 65 | 62 |
| Частота обертання колінчастого валу в режимі ефективної потужності n N, хв -1 | 5200 | 5250 | 5300 | 5400 | 5500 | 5550 |
| Об'єм двигуна Vдв, л | 1,35 | 1,40 | 1,45 | 1,50 | 1,55 | 1,60 |
| Хід поршня S, мм | 70 | 70 | 75 | 75 | 80 | 80 |
| Коефіцієнт надлишку повітря LN на режимі ефективної потужності | 0,90 | 0,90 | 0,92 | 0,91 | 0,91 | 0,90 |
| Питома ефективна витрата палива на режимі ефективної потужності q eN, г / кВтг | 298 | 297 | 296 | 295 | 294 | 294 |
Розрахунок.
1. Потужність у розрахункових точках:
N ex = N e · n x / n N · (1 + n x / n N - (n x / n N) 2); кВт
N 500 = 68.500 / 5550 · (1 +500 / 5550 - (500/5550) 2) = 6,043 кВт
N 1000 = 68.1000 / 5550 · (1 +1000 / 5550 - (1000/5550) 2) = 12,821 кВт
N 2000 = 68.2000 / 5550 · (1 +2000 / 5550 - (2000/5550) 2) = 27,492 кВт
N 3000 = 68.3000 / 5550 · (1 +3000 / 5550 - (3000/5550) 2) = 41,837 кВт
N 4000 = 68.4000 / 5550 · (1 +4000 / 5550 - (4000/5550) 2) = 53,679 кВт
N 5000 = 68.5000 / 5550 · (1 +5000 / 5550 - (5000/5550) 2) = 60,843 кВт
N 6000 = 68.6000 / 5550 · (1 +6000 / 5550 - (6000/5550) 2) = 61,152 кВт
2. Ефективний крутний момент:
M ex = 9550 · N ex / n x; Нм
M 500 = 9550 · 6,043 / 500 = 115,43 Нм
M 1000 = 9550 · 12,821 / 1000 = 122,444 Нм
M 2000 = 9550 · 27,492 / 2000 = 131,276 Нм
M 3000 = 9550 · 41,837 / 3000 = 133,181 Нм
M 4000 = 9550 · 53,679 / 4000 = 128,158 Нм
M 5000 = 9550 · 60,843 / 5000 = 116,209 Нм
M 6000 = 9550 · 61,152 / 6000 = 97,333 Нм
3. Середня швидкість поршня.
V СРХ = 333.10 -7 · S · n x; м / с
V 500 = 333.10 -7 · 80 · 500 = 1,332 м / с
V 1000 = 333.10 -7 · 80 · 1000 = 2,664 м / с
V 2000 = 333.10 -7 · 80 · 2000 = 5,328 м / с
V 3000 = 333.10 -7 · 80 · 3000 = 7,992 м / с
V 4000 = 333.10 -7 · 80 · 4000 = 10,656 м / с
V 5000 = 333.10 -7 · 80 · 5000 = 13,32 м / с
V 6000 = 333.10 -7 · 80 · 6000 = 15,984 м / с
4. Середнє ефективне тиск циклу.
P ex = 120 · N ex / V дв · n x; МН / м 2
P 500 = 120.6, 043 / 1,60 · 500 = 0,907 МН / м 2
P 1000 = 120.12, 821 / 1,60 · 1000 = 0,962 МН / м 2
P 2000 = 120.27, 492 / 1,60 · 2000 = 1,031 МН / м 2
P 3000 = 120.41, 837 / 1,60 · 3000 = 1,046 МН / м 2
P 4000 = 120.53, 679 / 1,60 · 4000 = 1,006 МН / м 2
P 5000 = 120.60, 843 / 1,60 · 5000 = 0,913 МН / м 2
P 6000 = 120.61, 152 / 1,60 · 6000 = 0,764 МН / м 2
5. Середній тиск механічних втрат.
P mx = 0.034 +0.0113 · V СРХ; МН / м 2
P 500 = 0.034 +0.0113 · 1,332 = 0.049 МН / м 2
P 1000 = 0.034 +0.0113 · 2,664 = 0.064 МН / м 2
P 2000 = 0.034 +0.0113 · 5,328 = 0.094 МН / м 2
P 3000 = 0.034 +0.0113 · 7,992 = 0.124 МН / м 2
P 4000 = 0.034 +0.0113 · 10,656 = 0.154 МН / м 2
P 5000 = 0.034 +0.0113 · 13,32 = 0.185 МН / м 2
P 6000 = 0.034 +0.0113 · 15,984 = 0.215 МН / м 2
6. Середнє індикаторне тиск циклу.
P ix = P ex + P mx; МН / м 2
P 500 = 0,907 + 0.049 = 0.956 МН / м 2
P 1000 = 0,962 + 0.064 = 1.026 МН / м 2
P 2000 = 1,031 + 0.094 = 1.125 МН / м 2
P 3000 = 1,046 + 0.124 = 1.170 МН / м 2
P 4000 = 1,006 + 0.154 = 1.161 МН / м 2
P 5000 = 0,913 + 0.185 = 1.097 МН / м 2
P 6000 = 0,764 + 0.215 = 0.979 МН / м 2
7. Індикаторний крутний момент.
M ix = 79.59 · V дв · P ix; Нм
M 500 = 79.59 · 1,60 · 0.956 = 121,686 Нм
M 1000 = 79.59 · 1,60 · 1.026 = 130,617 Нм
M 2000 = 79.59 · 1,60 · 1.125 = 143,283 Нм
M 3000 = 79.59 · 1,60 · 1.170 = 149,022 Нм
M 4000 = 79.59 · 1,60 · 1.161 = 147,833 Нм
M 5000 = 79.59 · 1,60 · 1.097 = 139,716 Нм
M 6000 = 79.59 · 1,60 · 0.979 = 124,672 Нм
8.Удельний ефективна витрата палива.
q ex = q eN · (1.55-1.55 · n x / n N + (n x / n N) 2); г / кВтг
q 500 = 294 · (1.55-1.55 · 500/5550 + (500/5550) 2) = 417,032 г / кВтг
q 1000 = 294 · (1.55-1.55 · 1000/5550 + (1000/5550) 2) = 383,137 г / кВтг
q 2000 = 294 · (1.55-1.55 · 2000/5550 + (2000/5550) 2) = 329,663 г / кВтг
q 3000 = 294 · (1.55-1.55 · 3000/5550 + (3000/5550) 2) = 295,278 г / кВтг
q 4000 = 294 · (1.55-1.55 · 4000/5550 + (4000/5550) 2) = 279,982 г / кВтг
q 5000 = 294 · (1.55-1.55 · 5000/5550 + (5000/5550) 2) = 283,776 г / кВтг
q 6000 = 294 · (1.55-1.55 · 6000/5550 + (6000/5550) 2) = 306,66 г / кВтг
9. Часовий витрата палива.
G Tx = 0.001 · q ex · N ex; кг / год
G 500 = 0.001 · 417,032 · 6,043 = 2,520 кг / год
G 1000 = 0.001 · 383,137 · 12,821 = 4,912 кг / год
G 2000 = 0.001 · 329,663 · 27,492 = 9,063 кг / год
G 3000 = 0.001 · 295,278 · 41,837 = 12,353 кг / год
G 4000 = 0.001 · 279,982 · 53,679 = 15,029 кг / год
G 5000 = 0.001 · 283,776 · 60,843 = 17,266 кг / год
G 6000 = 0.001 · 306,66 · 61,152 = 18,753 кг / год
10. Коефіцієнт надлишку повітря.
L x = 0.7 - 0.8
L 500 = 0.7
L 1000 = 0.7
L 2000 - 6000 = 0.8
11. Коефіцієнт наповнення циліндрів.
ƞ Vx = L 0 · P ex · L x · q ex / 3600 · P 0;
ƞ 500 = 14,95 · 0,907 · 0,7 · 417,032 / 3600.1, 21 = 0,9081
ƞ 1000 = 14,95 · 0,962 · 0,7 · 383,137 / 3600.1, 21 = 0,885
ƞ 2000 = 14,95 · 1,031 · 0,7 · 329,663 / 3600.1, 21 = 0,817
ƞ 3000 = 14,95 · 1,046 · 0,7 · 295,278 / 3600.1, 21 = 0,742
ƞ 4000 = 14,95 · 1,006 · 0,7 · 279,982 / 3600.1, 21 = 0,677
ƞ 5000 = 14,95 · 0,913 · 0,7 · 283,776 / 3600.1, 21 = 0,622
ƞ 6000 = 14,95 · 0,764 · 0,7 · 306,66 / 3600.1, 21 = 0,563
Отримані дані групуємо в таблицю.
Таблиця 2: Розрахункові дані.
| Частота обертання колінчастого валу, хв -1 | Параметри зовнішньої швидкісної характеристики | |||||||||
| Ne, кВт | Me, Нм | Ре, МН/м2 | Vср, м / с | Рm, МН/м2 | Mi, Нм | g e, г / кВтг | G Т, кг / год | ƞ V | ||
| 500 | 6,043 | 115,43 | 0,907 | 1,332 | 0,049 | 121,686 | 417,032 | 2,52 | 0,091 | |
| 1000 | 12,821 | 122,444 | 0,962 | 2,664 | 0,064 | 130,617 | 383,137 | 4,912 | 0,885 | |
| 2000 | 27,492 | 131,276 | 1,031 | 5,328 | 0,094 | 143,283 | 329,663 | 9,063 | 0,817 | |
| 3000 | 41,837 | 133,181 | 1,046 | 7,992 | 0,124 | 149,022 | 295,278 | 12,353 | 0,742 | |
| 4000 | 53,679 | 128,158 | 1,006 | 10,656 | 0,154 | 147,833 | 279,982 | 15,029 | 0,677 | |
| 5000 | 60,842 | 116,209 | 0,913 | 13,32 | 0,185 | 139,716 | 283,776 | 17,266 | 0,622 | |
| 6000 | 61,152 | 97,333 | 0,764 | 15,984 | 0,215 | 124,672 | 306,66 | 18,753 | 0,563 | |
(Див. Додаток 1).
1.2 Розрахунок дизельного двигуна
В якості базового приймаємо чотиритактний 8-циліндровий дизельний двигун з наддувом (щільність повітря на всмоктуванні P про = 1,73 кг / м 3), в якому для стехіометричного згоряння 1 кг палива потрібно 14,45 кг повітря (L 0 = 14,45 кг / кг).
Таблиця 3: Варіанти розрахунку.
| Параметри | Варіанти | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | резерв | |
| Ефективна потужність двигуна Ne, кВт | 290 | 295 | 300 | 305 | 310 | 315 |
| Частота обертання колінчастого валу в режимі ефективної потужності n N, хв -1 | 2200 | 2250 | 2300 | 2350 | 2400 | 2450 |
| Об'єм двигуна Vдв, л | 14,0 | 14,2 | 14,5 | 14,8 | 15,0 | 15,0 |
| Хід поршня S, мм | 138 | 140 | 142 | 144 | 146 | 148 |
| Коефіцієнт надлишку повітря LN на режимі ефективної потужності | 1,56 | 1,57 | 1,58 | 1,59 | 1,60 | 1,61 |
| Питома ефективна витрата палива на режимі ефективної потужності q eN, г / кВтг | 233 | 234 | 234 | 235 | 235 | 236 |
Розрахунок.
1. Потужність у розрахункових точках:
N ex = N e · n x / n N · (0,87 +1,13 · n x / n N - (n x / n N) 2); кВт
N 500 = 305.500 / 2350 · (0,87 +1,13 · 500/2350- (500/2350) 2) = 69,122 кВт
N 1000 = 305.1000 / 2350 · (0,87 +1,13 · 1000/2350- (1000/2350) 2) = 151,822 кВт
N 1500 = 305.1500 / 2350 · (0,87 +1,13 · 1500/2350- (1500/2350) 2) = 230,473 кВт
N 2000 = 305.2000 / 2350 · (0,87 +1,13 · 2000/2350- (2000/2350) 2) = 287,451 кВт
2. Ефективний крутний момент:
M ex = 9550 · N ex / n x; Нм
M 500 = 9550 · 69,122 / 500 = 1320,227 Нм
M 1000 = 9550 · 151,822 / 1000 = 1449,897 Нм
M 1500 = 9550 · 230,473 / 1500 = 1467,347 Нм
M 2000 = 9550 · 287,451 / 2000 = 1372,578 Нм
3. Середня швидкість поршня.
V СРХ = 333.10 -7 · S · n x; м / с
V 500 = 333.10 -7 · 144 · 500 = 2,398 м / с
V 1000 = 333.10 -7 · 144 · 1000 = 4,795 м / с
V 1500 = 333.10 -7 · 144 · 1500 = 7,193 м / с
V 2000 = 333.10 -7 · 144 · 2000 = 9,59 м / с
4. Середнє ефективне тиск циклу.
P ex = 120 · N ex / V дв · n x; МН / м 2
P 500 = 120.69, 122 / 14,8 · 500 = 1,121 МН / м 2
P 1000 = 120.151, 822 / 14,8 · 1000 = 1,231 МН / м 2
P 2000 = 120.230, 473 / 14,8 · 1500 = 1,246 МН / м 2
P 3000 = 120.287, 451 / 14,8 · 2000 = 1,165 МН / м 2
5. Середній тиск механічних втрат.
P mx = 0.09 +0.0112 · V СРХ; МН / м 2
P 500 = 0.09 +0.0112 · 2,398 = 0,119 МН / м 2
P 1000 = 0.09 +0.0112 · 4,795 = 0,148 МН / м 2
P 1500 = 0.09 +0.0112 · 7,193 = 0,176 МН / м 2
P 2000 = 0.09 +0.0112 · 9,59 = 0,205 МН / м 2
6. Середнє індикаторне тиск циклу.
P ix = P ex + P mx; МН / м 2
P 500 = 1,121 + 0,119 = 0,133 МН / м 2
P 1000 = 1,231 + 0,148 = 0,181 МН / м 2
P 1500 = 1,246 + 0,176 = 0,22 МН / м 2
P 2000 = 1,165 + 0,205 = 0,239 МН / м 2
7. Індикаторний крутний момент.
M ix = 79.59 · V дв · P ix; Нм
M 500 = 79.59 · 14,8 · 0,133 = 156,818 Нм
M 1000 = 79.59 · 14,8 · 0,181 = 213,939 Нм
M 1500 = 79.59 · 14,8 · 0,22 = 258,735 Нм
M 2000 = 79.59 · 14,8 · 0,239 = 281,518 Нм
8. Питома ефективна витрата палива.
q ex = q eN · (1.2-n x / n N +0,8 · (n x / n N) 2); г / кВтг
q 500 = 235 · (1.2-500/2350 +0,8 · (500/2350) 2) = 240,511 г / кВтг
q 1000 = 235 · (1.2-1000/2350 +0,8 · (1000/2350) 2) = 216,143 г / кВтг
q 1500 = 235 · (1.2-1500/2350 +0,8 · (1500/2350) 2) = 208,596 г / кВтг
q 2000 = 235 · (1.2-2000/2350 +0,8 · (2000/2350) 2) = 218,17 г / кВтг
9. Часовий витрата палива.
G Tx = 0.001 · q ex · N ex; кг / год
G 500 = 0.001 · 240,511 · 69,122 = 16,625 кг / год
G 1000 = 0.001 · 216,143 · 151,822 = 32,8 кг / год
G 1500 = 0.001 · 208,596 · 230,473 = 48,076 кг / год
G 2000 = 0.001 · 218,17 · 287,451 = 62,713 кг / год
10. Коефіцієнт надлишку повітря.
L 500 = 0.7 · L N = 1.113
L 1000 - 2000 = 0.8 · L N = 1.272
11. Коефіцієнт наповнення циліндрів.
ƞ Vx = L 0 · P ex · L x · q ex / 3600 · P 0;
ƞ 500 = 14,45 · 1,121 · 1.113 · 240,511 / 3600.1, 21 = 0,696
ƞ 1000 = 14,45 · 1,231 · 1.272 · 216,143 / 3600.1, 21 = 0,785
ƞ 2000 = 14,45 · 1,246 · 1.272 · 208,596 / 3600.1, 21 = 0,767
ƞ 3000 = 14,45 · 1,165 · 1.272 · 218,17 / 3600.1, 21 = 0,75
Таблиця 4: Розрахункові дані.
| Частота обертання колін-чатого валу, хв -1 | Параметри зовнішньої швидкісної характеристики | |||||||||
| Nex, кВт | Mex, Нм | Реx, МН/м2 | Vсрx, м / с | Рmx, МН/м2 | Mix, Нм | g ex, г / кВтг | G Тx, кг / год | ƞ Vx | ||
| 500 | 69,122 | 1320,227 | 1,121 | 2,398 | 0,119 | 156,818 | 240,511 | 16,625 | 0,696 | |
| 1000 | 151,822 | 1449,897 | 1,231 | 4,795 | 0,148 | 213,939 | 216,143 | 32,8 | 0,785 | |
| 1500 | 230,473 | 1467,347 | 1,246 | 7,193 | 0,176 | 258,735 | 208,596 | 48,076 | 0,767 | |
| 2000 | 287,451 | 1372,578 | 1,165 | 9,59 | 0,205 | 281,518 | 218,17 | 62,713 | 0,75 | |