Розрахунок ЗІЛ-130

3.6. Тиск механічних втрат  Р_м визначають за емпіричною залежністю по заданому у таблиці вихідних параметрів значенню середньої швидкості поршня (V_п.ср, м/с).

 V_п.ср = 10,1м/с

 

 

 

 

 

 

Для бензинових двигунів з числом циліндрів до 6 та відношенням S/D < 1

 

P_M=

V_п.ср, МПа.

         P_M=

МПа

3.7. Середній ефективний  тиск , МПа.

                            

МПа

3.8. Механічний коефіцієнт  корисної дії .

                                       

3.9. Ефективний коефіцієнт  корисної дії .

                                                  

3.10. Ефективна потужність  двигуна .

                                                 

кВт

3.11. Ефективні питомі  витрати рідкого палива 

, г/кВт×год.

                   

e= г/кВт×год

3.12. Годинні витрати палива , кг/год.

                          

кг/год

 

 

        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Розрахунок параметрів циліндра  та тепловий баланс двигуна

4.1. Робочий об’єм циліндра 

, л,

       л

де і – кількість циліндрів (таблиця вихідних параметрів).

4.2. Діаметр циліндра 

, мм,

               D=

мм=100мм

де  S/D – відношення ходу поршня до діаметра циліндра, приймають за таблицею

 А-1.

Значення D приймають  для подальшого розрахунку округленим до цілих значень у мм.

4.3. Хід поршня , мм.

                              S= мм

 Значення  ходу поршня приймають для  подальших розрахунків округленим  до цілих міліметрів.

4.4. Уточнене значення  літражу двигуна 

, л.,

 

 

                    

л

де D та S у  мм.

4.5. Уточнене значення  ефективної потужності

, кВт.

                          

кВт

 

 

 

 

 

 

 

4.6. Номінальний ефективний  крутний момент 

  , Н×м.

                  Н×м

4.7. Уточнене значення  годинних витрат палива

, кг/год.

                        

кг/год

 

4.8. Уточнене значення  середньої швидкості поршня

, м/с.

                   

м/с

4.9. Загальна кількість  тепла, що вводиться у двигун  при згорянні палива

, Дж/с.

                       

Дж/с

4.10. Тепло еквівалентне  ефективній роботі 

, Дж/с.

               

Дж/с

4.11. Тепло, що передається  охолоджуючому середовищу

                                , Дж/с,

                           

= Дж/с

де  С- коефіцієнт пропорційності (для чотирьохтактних двигунів С = 0,45…0,52);

і – число  циліндрів; D – діаметр циліндра у см; m – показник степеня (для  чотирьохтактних двигунів m = 0,6…0,7); n- число обертів колінчастого валу двигуна, об/хв.

4.12. Теплота, що винесена  з відпрацьованими газами 

, Дж/с,

=31,563

=28,967

  Дж/с

де   - середня мольна теплоємність відпрацьованих газів при сталому тискові у кінці випуску;

, кДж/кмоль×град. Значення визначається згідно пункту 1.2.19 за таблицею В-2 або В-3 додатку В [1] для t_r; – табл. 7 [1].

- середня мольна теплоємність  повітря при сталому тискові  і температурі середовища, звідки  надходить повітря;

, кДж/кмоль×град. Значення визначається за формулою лівого рядку таблиці С-1 додатку С для t_к; – табл. 5 для повітря [1].

 

4.13. Теплота, що втрачена  із-за хімічної неповноти згоряння:

для бензинового  двигуна  , Дж/с.

           

Дж/с

4.14. Невраховані втрати  тепла

            , Дж/с.

  

Дж/с

4.15. Складові частини  теплового балансу у процентах:

=

=

=

=

=

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.  Побудова зовнішньої швидкісної характеристики двигуна

5.1. Мінімальна частота обертання двигуна n_min= n / 5, об/хв.

                                                            n_min=3400/5=680 об/хв

5.2. Максимальна частота обертання двигуна:

для бензинового  двигуна   n_max = 1,1× n, об/хв.

                n_max=

об/хв

5.3. Крок зміни частоти обертання  Dn = n_min, об/хв.

                  Dn =680 об/хв.

Послідовність розрахункових частот: 

n₁ = n_min;      n₂ = n₁ + Dn;      n₃ = n₂ + Dn;      n₄ = n₃ + Dn;      n₅ = n.

n₁ =680 об/хв. n₂ =680+680=1360 об/хв. n₃ =1360+680=2040 об/хв

n₄ =2040+680=2720 об/хв. n₅ =3400 об/хв. n₆ =3740 об/хв.

Для бензинового  двигуна  n₆ = n_max

5.4. Для розрахункових частот обертання колінчастого валу визначають розрахункові точки кривої ефективної потужності:

для бензинових двигунів , кВт;  

 кВт

 кВт

 кВт

 кВт

 кВт

 кВт

де  N_e – номінальна ефективна потужність; n – швидкість обертання колінчастого валу (об/хв); N_ex – біжуче значення ефективної потужності (кВт) для конкретних обертів швидкісної характеристики (n_x); n_x - біжуче значення швидкості обертання колінчастого валу (об/хв).

   

      

 

 

 

5.5. Біжучі значення ефективного крутного моменту

                                          , Н×м.

 Н×м

 

Н×м

 

Н×м

 Н×м

 Н×м

 Н×м

5.6. Біжучі значення середнього ефективного тиску для розрахункових частот обертання колінчастого валу

                                        , МПа.

 МПа

 Мпа

 МПа

 МПа

 МПа

 Мпа

5.7. Біжучі значення середньої швидкості поршня

                                        , м/с. м/с

 м/с

 м/с

 м/с

 м/с

 

 м/с

5.8. Біжучі значення середнього тиску механічних втрат для прийнятих частот обертання визначають за формулами пункту 1.3.6 для відповідної швидкості поршня V_п.срх.

                                     МПа

 

МПа

 

МПа

 

МПа

 МПа

 

Мпа

 

Мпа

5.9. Біжучі значення питомих ефективних витрат палива визначають за формулами:

для бензинового двигуна   , г/кВт×год;

 г/кВт×год

 г/кВт×год

 г/кВт×год

 г/кВт×год

 г/кВт×год

 г/кВт×год

де  – питомі витрати палива при номінальній потужності;

– біжуче значення питомих ефективних витрат палива.

5.10. Біжучі значення годинних витрат палива

                                  , кг/год.

 кг/год

 кг/год

 кг/год

 кг/год

 

 кг/год

 кг/год

5.11. Залежність коефіцієнта надлишку повітря від частоти обертання визначають через a_x, що відповідають розрахунковим частотам обертання.

Для бензинових двигунів значення коефіцієнту при  мінімальній частоті обертання  n_min дорівнює a₁ = (0,8…0,85)×a.

a₁ =0,8×0,82=0,656             

  Подальші значення коефіцієнтів a₂, a₃, a₄, a₅ та a₆ дорівнюють a=0,82

5.12. Біжучі значення коефіцієнта наповнення визначають за формулою

                                                 ,

 

Див. рис 9

де  Р_ех – у МПа; g_ex – у г/кВт×год.

5.13. Результати розрахунків зводяться в таблицю у наступній формі (див рис. 1)

 Таблиця2.1

 

№ п/п	Швидкість обертання nx, об/хв	Параметри зовнішньої швидкісної характеристики
		Nex, кВт	Мех , Н×м	Pex , МПа	Vп.срх , м/с	Рмх , МПа	gex , г/кВт×год	Gтх , кг/год	ax	hvx
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	680	26,48	372,05	0,783	2,15	0,0674	410,9	10,881	0,656	0,7462
2	1360	56,61	397,71	0,837	4,31	0,0958	369,49	20,918	0,82	0,8966
3	2040	84,92	397,71	0,837	6,46	0,1243	353,56	30,025	0,82	0,8579
4	2720	105,92	372,05	0,783	8,61	0,1527	363,12	38,462	0,82	0,8243
5	3400	114,14	320,74	0,675	10,77	0,1811	398,16	45,445	0,82	0,7792
6	3740	111,74	285,45	0,601	11,84	0,1953	425,23	47,516	0,82	0,7466

 

 

 

 

 

 

 

6.  Кінематичний розрахунок кривошипно-шатунного механізму

 

6.1. Відношення радіуса кривошипа до довжини шатуна =0,25 визначають за таблицею вихідних параметрів.

6.2. Радіус кривошипу , мм,

                                      мм

де  S – хід поршня у відповідності за пунктом 4.3

 

6.3. Переміщення поршня в залежності від кута повороту кривошипа

, мм,

де  j - кут повороту кривошипа, що відраховується від точки ВМТ осі циліндра в напрямі обертання колінчастого валу за годинниковою стрілкою.

Розрахунок  проводиться для значень j від 0° до 360° з кроком 10° використовуючи таблицю D-1 додатку D, в якій для заданих l¢ та j наведені значення виразу .

Результати  розрахунків зводять у таблицю  в наступній формі:

Таблиця 3.1

 

0	0	0
10	0,9025	0,019
20	3,55775	0,0749
30	7,85175	0,1653
40	13,57075	0,2857
50	20,4535	0,4306
60	28,2055	0,5938
70	36,499	0,7684
80	45,011	0,9476
90	53,4375	1,125
100	61,503	1,2948
110	68,989	1,4524
120	75,7055	1,5938
130	81,5195	1,7162

 

 

 

 

 

 

 

140	86,34075	1,8177
150	90,12175	1,8973
160	92,82925	1,9543
170	94,4585	1,9886
180	95	2
190	94,4585	1,9886
200	92,82925	1,9543
210	90,12175	1,8973
220	86,34075	1,8177
230	81,5195	1,7162
240	75,7055	1,5938
250	68,989	1,4524
260	61,503	1,2948
270	53,4375	1,125
280	45,011	0,9476
290	36,499	0,7684
300	28,2055	0,5938
310	20,4535	0,4306
320	13,57075	0,2857
330	7,85175	0,1653
340	3,55775	0,0749
350	0,9025	0,019
360	0	0