Тепловой и динамический расчет двигателя

Результаты расчета PГ, Pj, PΣ

                                                                                                           Таблица 6

φ, град	рг, МПа	PГ, Н	cosφ+ λcos2φ	знак силы	Pj, Н	знак силы	PΣ, H	знак силы
0	0,12	98	1,278	+	10256,843	-	10158,843	-
30	0,08	882	1,005	-	8065,827	-	8947,827	-
60	0,08	882	0,361	-	2897,277	-	3779,277	-
90	0,08	882	-0,278	-	2231,144	+	1349,144	+
120	0,08	882	-0,639	-	5128,421	+	4246,421	+
150	0,08	882	-0,727	-	5834,683	+	4952,683	+
180	0,08	882	-0,722	-	5794,554	+	4912,554	+
210	0,12	98	-0,727	+	5834,683	+	5932,683	+
240	0,16	294	-0,639	+	5128,421	+	5422,421	+
270	0,22	588	-0,278	+	2231,144	+	2819,144	+
300	0,38	1372	0,361	+	2897,277	-	1525,277	-
330	0,8	3430	1,005	+	8065,827	-	4635,827	-
360	1,836	8506,4	1,278	+	10256,843	-	1750,443	-
370	5,066	24333,4	1,246	+	10000,021	-	14333,378	+
380	4.1	19600	1,15	+	9229,55	-	10370,45	+
390	3,28	15582	1,005	+	8065,827	-	7516,172	+
420	1,6	7350	0,361	+	2897,277	-	4452,722	+
450	0,88	3822	-0,278	+	2231,144	+	6053,144	+
480	0,56	2254	-0,639	+	5128,421	+	7382,421	+
510	0,32	1078	-0,727	+	5834,683	+	6912,683	+
540	0,2	490	-0,722	+	5794,554	+	6284,554	+
570	0,12	98	-0,727	+	5834,683	+	5932,683	+
600	0,12	98	-0,639	+	5128,421	+	5226,421	+
630	0,12	98	-0,278	+	2231,144	+	2329,144	+
660	0,12	98	0,361	+	2897,277	-	2799,277	-
690	0,12	98	1,005	+	8065,827	-	7967,827	-
720	0,12	98	1,278	+	10256,843	-	10158,843	-

 

 

                                       Результаты расчета К, Т                  Таблица 7

φ, град	cos(α+β)/cosβ	К, H	знак силы	sin(α+β)/cosβ	T,Н	знак силы
0	1	10158,84	-	0	0	+
30	0,796	7122,47	-	0,622	5565,548	-
60	0,285	1077,094	-	0,99	3741,484	-
90	-0,289	389,902	-	1	1349,144	+
120	-0,715	3036,19	-	0,742	3150,844	+
150	-0,936	4635,71	-	0,379	1877,066	+
180	-1	4912,55	-	0	0	+
210	-0,936	5552,99	-	-0,379	2248,486	-
240	-0,715	3877,031	-	-0,742	4023,436	-
270	-0,289	814,73	-	-1	2819,144	-
300	0,285	434,704	-	-0,99	1510,024	+
330	0,796	3690,118	-	-0,622	2883,48	+
360	1	1750,44	+	0	0	+
370	0,976	13989,37	+	0,221	3167,67	+
380	0.862	8939,32	+	0.423	4386,7	+
390	0,796	5982,87	+	0,622	4675,059	+
420	0,285	1269,026	+	0,99	4408,195	+
450	-0,289	1749,358	-	1	6053,144	+
480	-0,715	5278,43	-	0,742	5477,756	+
510	-0,936	6470,27	-	0,379	2619,906	+
540	-1	6284,55	-	0	0	+
570	-0,936	5552,99	-	-0,379	2248,486	-
600	-0,715	3736,89	-	-0,742	3878,0049	-
630	-0,289	673,12	-	-1	2329,144	-
660	0,285	797,79	-	-0,99	2771,284	+
690	0,796	6342,39	-	-0,622	4955,988	+
720	1	10158,84	-	0	0	+

 

 

 

 

Результаты  расчета М1, М2, М3, М4, МΣ 

                                                                                                  Таблица 8

град ПКВ	М1	М2	М3	М4	МΣ
0	0	0	0	0	0
30	-194.794	-78.697	163.627	-78.697	-188.561
60	-130.952	-140.82	154.286	-135.73	-253.216
90	47.22	-98.67	211.86	-81.52	78.89
120	110.279	52.85	191.72	96.99	451.846
150	65.697	100.922	91.696	173.46	431.775
180	0	0	0	0	0

 

 

3.5.Построение графика  суммарного

крутящего момента

      Для построения  кривой суммарного крутящего  момента Мi=Мкр.ср. многоцилиндрового двигателя  графически суммируем кривые крутящих моментов от каждого цилиндра, сдвигая влево одну кривую относительно другой на угол Θ поворота кривошипа между вспышками.

Для двигателя с равными интервалами между вспышками суммарный крутящий момент для четырехтактного двигателя будет периодически повторятся через:

 

;

.

;

 

Поскольку 

;

а R=const, то кривая Мкр=ƒ(φ), будет отличаться от кривой Т=ƒ(φ) лишь масштабом.

Масштаб крутящего момента

;

 

где mТ—масштаб силы, Н/мм.

Средний крутящий момент Мкр.ср определяется по площади, лежащей под кривой графика суммарного Мкр:

 

;

где F1 и F2—соответственно положительная и отрицательная площади под кривой суммарного Мкр., мм2;

L—длина интервала между вспышками по диаграмме крутящего момента, мм.

Найденный момент Мкр.ср представляет собой средний индикаторный момент двигателя.

Эффективный крутящий момент двигателя:

;

Значение ηМ см в разделе 2.7. Значение эффективного крутящего момента, полученное по данной формуле, должно совпадать с величиной Ме, вычисленной ранее.

Me=98·0,85=83,3 Н·м

     Погрешность вычислений  составляет:

 

                                       

Относительная погрешность вычислений Мкр.ср  не  превышает .

                                      

                                   

 

4.Расчет и построение  внешней скоростной характеристики  двигателя.

 

Для расчета и построения внешней скоростной характеристики двигателя (мощности Ne и эффективного удельного расхода топлива ge)  воспользуемся следующими приближенными формулами:

 

         

где Nex, gex—мощность и удельный расход топлива при заданной частоте вращения коленчатого вала nx;

Nmax и geNmax—максимальная расчетная мощность двигателя и соответствующий ей удельный расход топлива при частоте вращения коленчатого вала nNmax ( значение geNmax находится из расчета рабочего цикла двигателя);  с1…., с5—постоянные коэффициенты (табл. 7).

Значения коэффициентов сi для расчета характеристики  двигателя.

 

 

Таблица 9

Тип двигателя	С1	С2	С3	С4	С5
Карбюраторный	1	1	1,2	1	0,8

 

Значения Nmax и nNmax  берутся из ранее произведенных расчетов.

 

,

где Ne, n—заданные (или определенные по тяговому расчету машины) номинальная эффективная мощность двигателя и соответствующая ей частота ращения коленчатого вала.

Текущее значение крутящего момента Mex (Н*м) и часового расхода топлива Gтx (кг/ч), необходимое для построения соответствующих графиков, рассчитывается с использованием зависимостей:

, .

данные для построения графиков внешней скоростной характеристики представлены в таблице 9

 

 

 

Результаты расчета   Ne , Me , ge , GT.      

                                                                                                        Таблица 10

 

n, об/мин	Ne, кВт	Me, Н*м	Ge г/кВт*ч	GT, кг/ч
400	3,802869	90,83287	384,046	1,460477
800	8,003658	95,58509	364,1297	2,91437
1200	12,49506	99,48298	346,9313	4,334928
1600	17,16978	102,5265	332,4506	5,708102
2000	21,9205	104,7158	320,6877	7,029634
2400	26,63993	106,0507	311,6426	8,302135
2800	31,22075	106,5312	305,3152	9,53217
3200	35,55567	106,1575	301,7057	10,72735
3600	39,53738	104,9293	300,8139	11,89339
4000	43,05857	102,8469	302,6399	13,03124
4400	46,01195	99,91015	307,1837	14,13412
4800	48,29021	96,11905	314,4453	15,18463
5200	49,78604	91,47362	324,4246	16,15182
5600	50,39214	85,97385	337,1218	16,98829
6000	50,00121	79,61976	352,5367	17,62726
6400	48,50594	72,41133	370,6694	17,97967
6800	45,79902	64,34857	391,5199	17,93123