Тепловой и динамический расчет двигателя ваз 2108

     

.

     Погрешность вычислений составляет: 

     

.

     Т.к. погрешность вычислений не превышает 10% ,то величина выбрана правильно. 

     2.6 Индикаторные показатели

     Среднее индикаторное давление теоретического цикла для бензиновых двигателей подсчитывается по формуле:

      ,             (22)

     

.

Принимаем: .

     Среднее индикаторное давление действительного  цикла:

      ,                                                   (23)

     где – коэффициент полноты диаграммы. =0,94…0,97.

Принимаем: =0,96. Тогда:

.

Принимаем: , что соот. рекомендациям =0,8…1,18 МПа.

     Индикаторный  КПД для бензиновых двигателей подсчитывается по формуле:

      ,                                     (24)

     

.

Принимаем: , что соответствует рекомендациям  0,25…0,40.

     Удельный  индикаторный расход жидкого топлива определяется по уравнению:

 

      ,                                                (25)

     

.

Принимаем: , что соответствует рекомендациям                                                                                  [3,с.90] 

     2.7 Эффективные показатели

     Задаёмся  величиной механического КПД  для бензинового двигателя  . Принимаем: .

     Тогда среднее эффективное давление:

      ,                                              (26)

     

.

Принимаем: .

     Эффективный КПД:

      ,                                              (27)

     

.

Принимаем: .

     Удельный  эффективный расход жидкого топлива:

      ,                                          (28)

     

.

Принимаем: , что соответствует рекомендациям .                                                                                [3,с.95] 

     2.8 Размеры двигателя

     По  эффективной мощности, частоте вращения коленчатого вала и среднему эффективному давлению определяем литраж двигателя:

      ,                                            (29)

     где , , , . Тогда:

     

.

       Рабочий объем одного цилиндра:

      ,                                                (30)

     

.

     Диаметр цилиндра:

      ,                                    (31)

     

.

Принимаем: .

     Ход поршня:

      ,                                           (32)

     

.

Принимаем: .

     Определяем  основные параметры и показатели двигателя:

     - литраж двигателя 

      ,                                         (33)

     

.

     - эффективную мощность

      ,                                        (34)

     

.

     

, что допустимо.

     - эффективный крутящий момент

      ,                                          (35)

     

.

     - часовой расход жидкого топлива

      ,                                         (36)

     

.

     - среднюю скорость поршня

      ,                                                  (37)

     

.

     Литровая  мощность определяется по формуле

      ,                                               (38)

     

. 

     Величина  литровой мощности для автотракторных бензиновых двигателей колеблется в пределах . 

 

      2.9 Сводная таблица  результатов теплового  расчета

     Таблица 1

Параметр	Вычисленное значение	Экспериментальное значение
	0,06	0,06…0,12
	345,28	320…360
	0,8	0,70…0,85
	1,498	0,9…1,6
	760	600…800
	1,066	1,02…1,12
	5,67	3,5…6,5
	4,82	3,5…6,5
	2696,04	2300…2800
	0,439	0,34…0,50
	1669,3	1200…1700
	0,99	0,8…1,18
	0,347	0,25…0,40
	235,78	210…275
	0,84	0,5…1,1
	0,295	0,23…0,30
	277,35	230…310

 

     2.10 Анализ полученных  результатов 

     В результате теплового расчета были определены параметры рабочего тела в цилиндре двигателя, а также произведены оценочные показатели процесса, позволяющие определить размеры двигателя и оценить его мощностные и экономические показатели.

 

      3. Динамический расчет

     Порядок выполнения расчета  для поршневого двигателя

     Динамический  расчет кривошипно-шатунного механизма  выполняется с целью определения  суммарных сил и моментов, возникающих  от давления газов и от сил инерции. Результаты динамического расчета  используются при расчете деталей  двигателя на прочность и износ.

     В течение каждого рабочего цикла  силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме, непрерывно изменяются по величине и направлению. Поэтому для характера изменения сил по углу поворота коленчатого вала их величины определяют для ряда различных положений вала через каждые 30 град ПКВ. В отдельных случаях через 10 град ПКВ.

     Последовательность  выполнения расчета следующая:

1. Строим индикаторную диаграмму в координатах .
2. Перестраиваем индикаторную диаграмму, выполненную по результатам теплового расчета, в координаты .
3. Определяем силу давления газов на днище поршня для положений коленчатого вала, отстоящих друг от друга на 30° ПКВ в пределах (0…720)° ПКВ.

     За  начало отсчета принимаем такое  положение кривошипа, когда поршень находится в начале такта впуска.

     Сила  давления газов на днище поршня определяется по формуле:

      ,                                     (39)

     где – площадь днища поршня.

     

. 

     Результаты  расчета заносятся в табл. 2.

 

      Таблица 2

1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	0,1	0	1,275	+	7419,38	–	7419,38	–
30	0,0744	98,5203	1,003525	–	5839,64	–	5938,16	–
60	0,0744	98,5203	0,3625	–	2109,43	–	2207,95	–
90	0,0744	98,5203	-0,275	–	1600,258	+	1501,738	+
120	0,0744	98,5203	-0,6375	–	3709,69	+	3611,169	+
150	0,0744	98,5203	-0,72853	–	4239,378	+	4140,857	+
180	0,0836	63,1146	-0,725	–	4218,863	+	4155,748	+
210	0,0892	41,5633	-0,72853	–	4239,378	+	4197,814	+
240	0,108	30,78761	-0,6375	+	3709,69	+	3740,477	+
270	0,16	230,9071	-0,275	+	1600,258	+	1831,165	+
300	0,3068	795,8597	0,3625	+	2109,43	–	1313,57	–
330	0,7776	2607,71	1,003525	+	5839,64	–	3231,93	–
360	1,7988	6537,749	1,275	+	7419,38	–	881,631	–
390	4,8188	18160,07	1,213106	+	7059,21	–	11100,86	+
420	3,2296	12044,11	1,003525	+	5839,64	–	6204,476	+
450	1,4588	5229,275	0,3625	+	2109,43	–	3119,844	+
480	0,8388	2843,236	-0,275	+	1600,258	+	4443,494	+
510	0,5916	1891,899	-0,6375	+	3709,69	+	5601,588	+
540	0,4248	1249,977	-0,72853	+	4239,378	+	5489,354	+
570	0,2608	618,8309	-0,725	+	4218,863	+	4837,694	+
600	0,1576	221,6708	-0,72853	+	4239,378	+	4461,048	+
630	0,1076	29,24823	-0,6375	+	3709,69	+	3738,938	+
690	0,1076	29,24823	-0,275	+	1600,258	+	1629,507	+
720	0,1076	29,24823	0,3625	+	2109,43	–	2080,18	–

4. Определяем силу инерции от возвратно-поступательно движущихся масс:

      ,                            (40)

     Масса поступательно движущихся частей КШМ  определяется из выражения:

      ,                                              (41)

     где - доля массы шатуна, отнесенная к возвратно-поступательно движущимся массам. .

 Принимаем: .

     Приближенные  значения и определяем с помощью таблицы :

      , ,

      , .

     Тогда принимаем:

      ,

      .Тогда:

     

.

     Угловая скорость :

     

.

     При известной величине хода поршня S радиус кривошипа:

     

.

5. Находим суммарную силу, действующую в кривошипно-шатунном механизме. Определение этой силы ведем путем алгебраического сложения сил давления газов и сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс:

      ,                                                    (42)

     Результаты  определения  , а также и заносятся в таблицу 2.

6. Определяем нормальную силу К, направленную по радиусу кривошипа (см. рис. 1):

      ,                                              (43) 

     Рисунок 1 – Схема действия газовых и инерционных сил в КШМ 

     7. Определяем тангенциальную силу Т, направленную по касательной к окружности радиуса кривошипа (см. рис. 1):

      ,                                              (44)

     Результаты  определения К и Т заносим  в табл. 3.

 

      Таблица 3

		К, Н			Т, Н
1	2	3	4	5	6	7
0	1	7419,38	–	0	0	+
30	0,796616	4730,43	–	0,62022	3682,97	–
60	0,28764	635,095	–	0,988632	2182,85	–
90	-0,28603	429,539	–	1	1501,738	+
120	-0,71236	2572,45	–	0,743419	2684,612	+
150	-0,93543	3873,5	–	0,37978	1572,613	+
180	-1	4155,75	–	0	0	+
210	-0,93543	3926,78	–	-0,37978	1594,24	–
240	-0,71236	2664,57	–	-0,74342	2780,74	–
270	-0,28603	523,765	–	-1	1831,17	–
300	0,28764	377,835	–	-0,98863	1298,639	+
330	0,796616	2574,6	–	-0,62022	2004,506	+
360	1	881,631	–	0	0	+
390	0,954165	10592,05	+	0,306618	3403,718	+
420	0,796616	4942,586	+	0,62022	3848,143	+
450	0,28764	897,3909	+	0,988632	3084,376	+
480	-0,28603	1270,96	–	1	4443,494	+
510	-0,71236	3990,35	–	0,743419	4164,328	+
540	-0,93543	5134,93	–	0,37978	2084,745	+
570	-1	4837,69	–	0	0	+
600	-0,93543	4173,02	–	-0,37978	1694,22	–
630	-0,71236	2663,47	–	-0,74342	2779,6	–
690	-0,28603	466,085	–	-1	1629,51	–
720	0,28764	598,343	–	-0,98863	2056,535	+