,

.

     2.4 Процесс расширения   

Степень предварительного расширения для дизельных двигателей

   Степень последующего расширения

.

   Давление  в конце расширения

.

Величина  среднего показателя политропы расширения для дизельных двигателей

.

      Температура в конце расширения

. 

     2.5.Процесс  выпуска

 

     Параметрами процесса выпуска ( и ) задаются в начале расчета процесса впуска. Правильность предварительного выбора величин и   проверяется по формуле профессора Е. К. Мазинга:

.

     Погрешность вычислений составляет

.

     Т.к. погрешность вычислений не превышает 10% ,то величина выбрана правильно. 

     2.6.Индикаторные  показатели

 

     Среднее индикаторное давление теоретического цикла для дизельных двигателей подсчитывается по формуле:

   Среднее индикаторное давление действительного  цикла

,

где – коэффициент полноты диаграммы, который принимается для дизельных двигателей . Принимаем .

     Величина для дизельных двигателей с наддувом может доходить до 2.2 МПа. 

     Индикаторный  КПД для дизельных двигателей подсчитывается по формуле

     

.

     Удельный  индикаторный расход топлива определяется по уравнению

.

      Величина  индикаторного КПД для автотракторных дизельных двигателей . 

     2.7.Эффективные  показатели

 

     Механический  КПД дизельного двигателя  . Принимаем .

     Тогда среднее эффективное давление

,

 а  эффективный КПД

.

     Удельный  эффективный расход жидкого топлива

. 

     2.8. Размеры  двигателя

  

     По  эффективной мощности, частоте вращения коленчатого вала и среднему эффективному давлению определяем литраж двигателя

,

где , , , - для четырехтактных двигателей.

     Рабочий объем одного цилиндра:

.

где  i=6– число цилиндров.

     Диаметр цилиндра

     Ход поршня

.

Полученные  значения D и S исходя из практических соображений приближают к прототипу. Принимаем D=110 мм и S=125 мм.

     Определяем основные параметры и показатели двигателя:

     - литраж двигателя 

,

     - эффективную мощность

,

     - эффективный крутящий момент

,

   - часовой расход жидкого топлива

,

     - среднюю скорость поршня

.

     Определим погрешность вычисления :

, что допустимо.

   Литровая  мощность определяется по формуле

.

     Величина  литровой мощности для автотракторных дизельных двигателей колеблется в пределах .

     2.9. Сводная таблица результатов  теплового расчета

 

     2.10. Анализ полученных результатов

 

    В результате теплового расчета были  определены параметры рабочего тела в цилиндре двигателя, а также произведены оценочные показатели процесса, позволяющие определить размеры двигателя и оценить его мощностные и экономические показатели.

  

 

3 ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

Порядок выполнения расчета  для поршневого двигателя

     Динамический  расчет кривошипно-шатунного механизма  выполняется с целью определения  суммарных сил и моментов, возникающих  от давления газов и от сил инерции. Результаты динамического расчета  используются при расчете деталей  двигателя на прочность и износ.

     В течение каждого рабочего цикла  силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме,  непрерывно изменяются по величине и направлению. Поэтому  для характера изменения  сил  по углу поворота коленчатого вала их величины определяют для ряда различных  положений вала через каждые 30 град ПКВ. В отдельных случаях  через 10 град ПКВ.

    Последовательность  выполнения расчета следующая:

1. Строим индикаторную диаграмму в координатах .
2. Перестраиваем индикаторную диаграмму, выполненную по результатам теплового расчета, в координаты .
3. Определяем силу давления газов на днище поршня для положений коленчатого вала, отстоящих друг от друга на 30° ПКВ в пределах (0…720)° ПКВ.

   За  начало отсчета принимаем такое  положение кривошипа, когда поршень  находится в начале такта впуска.

   Сила давления газов на днище поршня определяется по формуле

,

 где    .                             

    

4. Определяем  силу инерции от возвратно-поступательно движущихся масс

        Масса поступательно движущихся  частей КШМ определяется из выражения

,

где - доля массы шатуна, отнесенная к возвратно-поступательно движущимся массам.

       . Принимаем  .

      Приближенные  значения и определяем с помощью таблицы

    Угловая скорость

.

    При известной величине хода поршня S радиус кривошипа

.

5. Находим суммарную силу, действующую в кривошипно-шатунном механизме. Определение этой силы ведем путем алгебраического сложения сил давления газов и сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс

    Результаты  определения  , а также и заносятся в табл.1.

6. Определяем нормальную силу К, направленную по радиусу кривошипа (см. рис. 1)

Рис. 1.

    7.  Определяем тангенциальную силу  Т, направленную по касательной  к окружности радиуса кривошипа (см. рис. 1)

    

    Результаты  определения К и Т заносим в табл. 2.