Модернизация системы охлаждения двигателя Газели (стр. 10 из 19)

Часовой расход топлива:

кг/ч (3.55)

3.11 Расчет и построение индикаторной диаграммы

Индикаторная диаграмма строится с целью проверки полученного аналитическим путем значения среднего индикаторного представления протекания рабочего цикла в цилиндре рассчитываемого двигателя.

Индикаторная диаграмма двигателя построена для номинального режима работы двигателя, т.е. при N_e=85 кВт и n=4500 мин^-1, аналитическим методом.

Масштаб диаграммы: масштаб хода поршня M_s=1 мм в мм; масштаб давления M_p=0.05 МПа в мм.

Величины в приведенном масштабе, соответствующие рабочему объему цилиндра и объему камеры сгорания:

мм (3.56)

мм (3.57)

Максимальная высота диаграммы (точка

)

мм (3.58)

По данным теплового расчета на диаграмме откладываем в выбранном масштабе величины давлений в характерных точках.

Ординаты характерных точек:

мм мм (3.59)

мм мм

мм

Построение политропы сжатия и расширения аналитическим методом:

а) политропа сжатия

. Отсюда:

мм, (3.60)

где:

мм;

б) политропа расширения

. Отсюда:

мм; (3.61)

Результаты расчета точек приведены в табл. 3.1

Теоретическое среднее индикаторное давление:

МПа (3.62)

где

2160 мм² – площадь диаграммы .

Таблица 3.1

№ точек	ОХ,мм	ОВ/ОХ	Политропа сжатия			Политропа расширения
				, мм	, МПа		, мм	, МПа
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18	10.8235 11.4235 13.0235 14.8235 18.8235 20.8235 22.8235 24.8235 32.6235 40.4235 48.2235 56.0235 63.8235 71.6235 79.4235 87.2235 95.0235 102.823	9.5000 9.0010 7.8952 6.9365 5.4625 4.9379 4.5052 4.1422 3.1518 2.5437 2.1322 1.8354 1.6111 1.4356 1.2946 1.1789 1.0821 1.0000	22.1487 20.5639 17.1701 14.3684 10.3431 9.0014 7.9342 7.0682 4.8531 3.6134 2.8345 2.3061 1.9275 1.6447 1.4266 1.2541 1.1147 1.0000	37.6415 34.9482 29.1804 24.4191 17.5780 15.2978 13.4842 12.0123 8.2478 6.1409 4.8172 3.9192 3.2757 2.7951 2.4245 2.1313 1.8944 1.6995	1.8821 1.7474 1.4590 1.2210 0.8789 0.7649 0.6742 0.6006 0.4124 0.3070 0.2409 0.1960 0.1638 0.1398 0.1212 0.1066 0.0947 0.0850	16.7537 15.6594 13.2892 11.3008 8.3794 7.3843 6.5833 5.9261 4.2092 3.2184 2.5805 2.1388 1.8168 1.5726 1.3817 1.2288 1.1038 1.0000	149.553 139.785 118.627 100.877 74.8000 65.9170 58.7668 52.9003 37.5739 28.7290 23.0349 19.0927 16.2178 14.0378 12.3336 10.9687 9.8533 8.9266	7.4777 6.9893 5.9314 5.0439 3.7400 3.2958 2.9383 2.6450 1.8787 1.4365 1.1517 0.9546 0.8109 0.7019 0.6167 0.5484 0.4927 0.4463

Величина

1,1739 МПа, полученная планиметрированием индикаторной диаграммы, очень близка к величине 1,1752 МПа, полученной в тепловом расчете.

Скругление диаграммы осуществляется на основании следующих соображений и расчетов. Так как рассчитываемый двигатель достаточно быстроходный (n=4500 мин^-1), то фазы газораспределения необходимо устанавливать с учетом получения хорошей очистки цилиндра от отработавших газов и обеспечения дозарядки в пределах, принятых в расчете. В связи с этим начало открытия впускного клапана

устанавливается за 18є до прихода поршня в ВМТ, а закрытия – через 60є после прохода поршня НМТ. Начало открытия выпускного клапана принимается за 55є до прихода поршня в НМТ, а закрытие точка – через 25є после прохода поршнем ВМТ. Учитывая быстроходность двигателя, угол опережения зажигания принимается равным 35є, а продолжительность периода задержки воспламенения – .

В соответствии с принятыми фазами газораспределения и углом опережения зажигания определяем положение точек

и по формуле для перемещения поршня.

(3.63)

где

- отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

Выбор величины

производится при проведении динамического расче-та, а при построении индикаторной диаграммы предварительно принимается l=0,285.

Расчеты ординат точек

и сведены в табл. 3.2.

Положение точки

определяется из выражения:

МПа (3.64)

мм (3.65)

Таблица 3.2

Расчет ординат точек

и

Обозначение точек	Положение точек	j°		Расстояния точек от ВМТ (АХ), мм
	18є до в.м.т.	18	0.0626	2.8773
	25є после в.м.т.	25	0.1191	5.4806
	60є после н.м.т.	120	1.6069	73.9163
	35є до в.м.т	35	0.2277	10.4755
	30є до в.м.т	30	0.1696	7.8016
	55єдо н.м.т.	125	1.6692	76.7830

Действительное давление сгорания:

МПа (3.66)

мм (3.67)

Нарастание давления от точки

до z_Д составляет 6.356-2.3526=4,003 МПа или 4.003/10=0.4 МПа/град п.к.в., где 10 – положение точки z_Д по оси абсцисс, град.

Соединяя плавными кривыми точки r с

, с и далее с z_Д и кривой расширения с (точка располагается между точками b и a) и линией выпуска , получаем скругленную индикаторную диаграмму .