Расчётно- практическое занятие № 2-2
Тема : Теория поршневых ДВС
Наименование: Расчёт индикаторных и эффективных показателей ДВС.
Норма времени : 2* 45 = 90 мин.
Задание – Используя индикаторную диаграмму рабочего цикла произвести расчёт индикаторных и эффективных показателей двигателя :
1. Среднее индикаторное давление цикла - Рi(мпа) ;
2. Расчётное значение среднего индикаторного давления- Р¹iр(мпа) ;
3. Действительное среднее индикаторное давление Рiд (мпа );
4. Индикаторные показатели ДВС – ηi ;gi (гр/кВт.ч);
5. Давление механических потерь – Рм (мпа);
6. Эффективные показатели – Ре(мпа);ηм;ηе;ge(гр/кВт.ч);Ne(кВт);
7. Литровая и поршневая мощность – Nл(кВт./л) ;Nп(кВт/дм3) ;
8. Полученные расчётные данные занести в таблицу №2.2.1
«Индикаторные и эффективные показатели двигателя» таблица № 2.2.1
| Индикаторное Давление(мпа)
| Индикаторные показатели
| Эффективные показатели ДВС
| Удельные показатели
|
| Рi | Pip | Piд | Рм | ηi | ρk | gi | Ре | ηе | ηм | ge | Ne | S/D | Nл кВт/л | Nп квт/дм3 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание:
- Расчёт параметров производится согласно стр.11-15 методические указания к тепловому расчёту. Число цилиндров принять iц=4;dц=90мм.;
- Принятые обозначения величин:
ρк –плотность заряда на впуске;
ηi – индикаторный кпд двигателя;
ηе- эффективный кпд двигателя;
ηм- механический кпд двигателя;
gi –индикаторный удельный расход топлива; (гр/(кВт*ч);
ge –эффективный удельный расход топлива; (гр/(кВт*ч);
Ne – эффективная мощность двигателя; (кВт);
Порядок проведения расчётов.
1. Анализ индикаторной диаграммы.
1.1 Действительное давление в конце сгорания:
а) с искровым воспламенением Рzд = 0,85*Рz; (мпа);
б) дизельные Pzд = Pz ; (мпа);
Определяется площадь диаграммы Fu (мм2) – т.к. диаграмма выполняется на бумаге с координатной сеткой (миллиметровка), площадь легко подсчитать, далее подсчитывается среднее индикаторное давление по выражению:
Pi = μp*Fu / l vh , (мпа); μр – масштаб давлений (μр = 0,02 мпа/мм);
При ориентировочных расчётах нижняя граница индикаторной диаграммы берётся по линии атмосферного давления. Проверка правильности расчётов производится по следующей зависимости:
Рip1 =[ Рс/ (ε-1)]*{λр*(ρ-1)+[λр*ρ/(n2-1)]*[1- 1/(δn2-1)] – [1/(n1-1)]*[1-1/(εn1-1)]}; (мпа);
1.2 Погрешность построения:Δ=[(Рip1 – Pi) / Pip1]*100; (%).
1.3 Дествительное среднее индикаторное давление:
Рid = Pip1*Y –ΔP , где ΔР = Pr - Pa , потери индикаторного давления на проведение вспомогательных ходов.
Y – коэффициент полноты индикаторной диаграммы:
- дизеля Y = 0,92……0,95; принять Y = 0.93;
- с искровым воспламенением Y =0,94…..0,97; принять Y = 0,95.
1.4 Индикаторные и эффективные показатели двигателя.
1.4.1 Индикаторный КПД цикла:ηi =Pid*α*l0 / (Qн*ρk*ηv),
где ρк- плотность заряда на впуске ρк = Рк*106 / (Rв*Тк); (кг/м3);
для двигателей бес турбокомпрессора Рк= Р0; Тк = Т0; Rв=287 (дж/кг.град).
1.4.2 Индикаторный удельный расход топлива:gi = 3600/(Qн*ηi); (г/кВт.ч);
« Ориентировочные значения показателей ДВС» таблица № 2.2.2
| ДВС | Б.К.(Ц.В) | Инж.(Б.В) | Гснг | Д | Днт(наддув) |
| Рid(мпа) | 0,8….1,15 | 0,85..1,28 | 0,75..0,98 | 0,8…..1,22 | 1,25…1,62 |
| ηi | 0,34..0,45 | 0,35..0,48 | 0,33….0,42 | 0,39….0,49 | 0,39….0,51 |
| ηм | 0,75..0,85 | 0,76….0,88 | 0,68…0,83 | 0,7…0,82 | 0,71…0,88 |
| Ре(мпа) | 0,52…..0,78 | 0,53……0,8 | 0,44….0,75 | 0,55…0,85 | 0,58…0,86 |
| ge(г/квт.ч) | 290-330 | 270-280 | 350-400 | 245-280 | 220-250 |
1.4.3 Среднее давление механических потерь:
а) дизели с наддувом Рмп = 0,105+0,012*Сп; (мпа);
б) дизели без ТКР Рмп = 0,105+0,013*Сп; (мпа);
в) с искровым зажиганием Рмп = а1+в1*Сп; (мпа);
| Параметр ДВС | а1 | в1 |
| S/d ≥ 1.0 | 0,0400 | 0,0135 |
| S/d | 0,0500 | 0,0155 |
1.4.4 Среднее эффективное давление: Ре = Рid - Рмп ; (мпа);
1.4.5 Механический КПД : ηм = Ре / Рid ;
1.4.6 Эффективный КПД : ηе = ηi*ηм;
1.4.7 Эффективный удельный расход топлива: gi = 3600/(Qн*ηе); (г/кВт.ч);
1.4.8 Эффективная мощность ДВС
Ne = Pe*Vh*i*n /(30*τ); (квт),
где i- число цилиндров ДВС; Vh- рабочий объём цилиндра, (дм2);τ- тактность ДВС (τ=4); n-номинальная частота вращения коленчатого вала ДВС, (об/мин).
1.4.9 Литровая и поршневая мощность двигателя:
Nл =Ne /(Vh*i); (кВт/л);
Nп = N/(Fп*i); Fп- площадь поршня,(дм2).
3 747
15 661 
