Расчет карбюраторного V-образного четырехцилиндрового двигателя на шасси автомобиля ЗАЗ-968М (стр. 3 из 11)

Величина р_i^’ =1,0325 МПа полученная планиметрированием индикаторной диаграммы очень близка к величине р_i^’=1,0406 МПа полученной в тепловом расчете.

Таблица 1.1.

№ точек	ОХ, мм	ОВ/ОХ	Политропа сжатия			Политропа расширения
			(ОВ/ОХ)1,3575	Рх/Мр, мм	Рх,МПа	(ОВ/ОХ)1,251	Рх/Мр, мм	Рх,МПа
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14	15,4 16,5 17,8 19,2 21,0 23,1 25,6 28,9 33,0 38,5 46,2 57,7 76,9 115,4	7,5 7 6,5 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1	15,41 14,04 12,69 11,39 10,12 8,89 7,70 6,57 5,48 4,44 3,47 2,56 1,73 1	37,0 33,6 30,4 27,4 24,3 21,3 18,5 15,7 13,1 10,7 8,3 6,1 4,2 2,4	1,30 (точка с) 1,18 1,06 0,96 0,85 0,75 0,65 0,55 0,46 0,37 0,29 0,21 0,15 0,08 (точка a)	12,44 11,40 10,40 9,41 8,44 7,49 6,56 5,66 4,79 3,95 3,15 2,38 1,66 1	156,5 143,6 130,6 118,8 106,2 94,3 82,9 71,2 60,3 49,7 39,6 30,0 20,9 12,6	5,48 (точка z) 5,03 4,57 4,16 3,72 3,30 2,90 2,49 2,11 1,74 1,39 1,05 0,73 0,441

Фазы газораспределения двигателя:

открытие впускного клапана (точка r^’) 10° до в.м.т.

закрытие впускного клапана (точка a^’’) 46° после н.м.т.

открытие выпускного клапана (точка b^’) 46° до н.м.т.

закрытие выпускного клапана (точка a^’) 10° после в.м.т.

угол опережения зажигания (точка c’) 35° до в.м.т.

В соответствии с фазами газораспределения и углом опережения зажигания определяем положение точек r’,a'',b',a',c' и f по формуле для перемещения поршня:

AX=

,

где l ¾ отношение радиуса кривошипа к длине шатуна (предварительно принимаем l=0,285).

Расчеты ординат точек сведены в табл. 1.2.

Таблица1.2.

Обозначе-ние точек	Положение точек	φ°		AX, мм
					r’	10° до в.м.т.	10	0,0195	0,975
a'	10° после в.м.т.	10	0,0195	0,975
a''	46° после н.м.т.	134	1,7684	88,42
c'	35° до в.м.т.	35	0,2245	11,225
f	30° до в.м.т.	30	0,1655	8,275
b'	46° до н.м.т.	134	1,7684	88,42

Положение точки с’’ определяется из выражения:

p_c’’ =(1,15...1,25)*p_c;

p_c’’ =1,25*1,31=1,638 МПа; p_c’’/М_p=1,638/0,035=46,8 мм.

Действительное давление сгорания:

p_zд=0,85*р_z;

p_zд=0,85*5,4665=4,6465 МПа.

p_zд/М_P=4,6465/0,035=132,8 мм.

1.10.Тепловой баланс

Общее количество теплоты, введенное в двигатель с топливом:

Q_o=H_и*G_т/3,6;

Q_o=43930*11,492/3,6=140234 Дж/с.

Теплота, эквивалентная эффективной работе:

Q_е=1000*N_е;

Q_е=1000*44,89=44890 Дж/с.

Теплота , передаваемая охлаждающей среде:

Q_в=c* i *D^1+2m *n^m*(H_и-DH_и)/(a*H_и),

где c=0,5 - коэффициент пропорциональности для четырехтактного двигателя; m=0,62-показатель степени для четырехтактного двигателя; i = 4 - число цилиндров; n=4500 об/мин - частота вращения коленвала.

Q_в=0,5*4*8^1+2*0,62 *4500^0,62*(43930-2480,54)/(0,96*43930)=38144 Дж/с.

Теплота, унесенная с отработавшими газами:

Q_г=(G_т/3,6)*{M₂[(mC

) +8,315]t_r-M₁*[(mC ) +8,315]t_o},

где (mC

) =25,176 кДж/(кмоль*град) - теплоемкость остаточных газов,

(mC

) =20,775 кДж/(кмоль* град) - теплоемкость свежего заряда (для воздуха) определяем по табл.5,7[1,с.16,18].

Q_г=(11,492/3,6) *{0,5307*[25,176+8,315]*767-0,505*[20,775+8,315]*20}=43071,8 Дж/с.

Теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива:

Q_н.с.= DH_и*G_т/3,6;

Q_н.с.=2480,54*11,492/3,6=7918 Дж/с.

Неучтенные потери теплоты:

Q_ост.= Q₀-( Q_е+ Q_в+ Q_г+ Q_н.с)_.=6210,2

Составляющие теплового баланса представлены в табл.1.3.

Таблица 1.3.

Составляющие теплового баланса	Q, Дж/с	q,%
Теплота, эквивалентная эффективной работе	44890	32
Теплота, передаваемая охлаждающей среде	38144	27,2
Теплота, унесенная с отработавшими газами	43071	30,7
Теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива	7918	5,6
Неучтенные потери теплоты	6210,2	4,5
Общее количество теплоты, введенное в двигатель с топливом	140234	100

2.ВНЕШНЯЯ СКОРОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

ДВИГАТЕЛЯ [1, с.106-112]

Эффективная мощность двигателя определяется по формуле:

N_ex=N_e

,

где N_e=44,89 кВт ; n_N=4500 об/мин.

Эффективный крутящий момент:

M_ex=3*10⁴* N_ex/(p*n_x);

Удельный эффективный расход топлива :

g_ex= g_eN*

,

где g_eN=256 г/(кВт* ч).

Часовой расход топлива:

G_тx= g_ex* N_ex*10^-3;

Значение a принимаем постоянным (a=0,96) на всех скоростных режимах кроме минимального (a=0,86).

Коэффициент наполнения:

h_vx=p_ex *l_o*a_x*g_ex/(3600*r _k);

Коэффициент приспосабливаемости:

k=M_emax/M_eN=118,2/95,3=1,24.

K – коэффициент приспособливаемости, служит для оценки приспособляемости двигателя к изменению внешней нагрузки.

Расчеты произведены для всех скоростных режимов двигателя и представлены в табл.2.1.

Таблица 2.1.

nx , об/мин	Ne , кВт	Me , Н м	ge , г/(кВтч)	Gt , кг/ч	hv	a
1000	11,70	111,8	252	2,948	0,8742	0,86
2700	33,40	118,2	215	7,181	0,9174	0,96
4500	44,89	95,3	256	11,492	0,8752	0,96
5000	43,82	83,5	282	12,329	0,8633	0,96

По данным табл. 2.1. строим графики зависимости N_e, M_e, p_e, g_e, G_t, h_v и a от частоты вращения коленчатого вала двигателя n (рис.2.1.).