Построение расчётной индикаторной диаграммы

 

Теоретическую диаграмму строят по параметрам расчётного цикла, поэтому её называют также расчётной или проектной.

Построение диаграммы начинается с выбора масштабов P и V. По оси абсцисс откладывают объём [ ], а по оси ординат – давление [ ].

 

 

Где: А - объём в точке а, выраженный в мм.

Значения  и  найдём как

 

 

, тогда

Значит =0.004  и =0.06

Возьмём масштаб на диаграмме 10мм=0.00375

Тогда =149мм и =11мм и =160мм (Ox)

Далее принимаем масштаб для Pz(Oy)

Следовательно, 10мм=0.465МПа

Далее проводим ось давлений, атмосферную линию и линию выпуска.

Строим политропу сжатия аналитическим способом:

 

 ( =0.06 =160мм; =1.38; =0.105МПа)

Введём коэффициент А для расчётов в миллиметрах. А=21.5=

 

V	11	30	50	70	90	110	130	150	160
P	90	23	11	7	5	4	3	2.5	2.3

 

Кривую расширения строим аналогично кривой сжатия, но = .

( =0.06 =160мм; =1.25; =0.277МПа; b=21.5)

 

V’	11	30	50	70	90	110	130	150	160
P’	169	48	25.5	17	12	9.5	8	6.5	6

 

мм

Далее, выбрав Pr, откладываем его в масштабе и проводим линию выпуска; Pr=2.6мм

Спланиметрировав участок acz¢ zba диаграммы, получим её площадь F=2637 мм², по которой найдём среднее теоретическое индикаторное давление:

 Па

Аналитически определяем среднее теоретическое индикаторное давление:

Расхождение между давлениями, определёнными графическими и аналитическими методами, не превышает 4%.

Среднее индикаторное давление с учётом поправки на полноту диаграммы:

P_i=j× P¢ _i=0.96× 0.79955× 10⁶=0.7675 МПа.

Где: j =0.95÷ 0.68 – поправка на полноту диаграммы.

 

Параметры, характеризующие рабочий цикл

 

К параметрам, характеризующим действительный рабочий цикл двигателя, относятся давление в конце сжатия, давление в конце горения, среднее индикаторное давление, среднее эффективное давление, эффективный расход топлива, эффективный КПД, а также проводятся диаметр цилиндра D и ход поршня S.

Среднее эффективное давление:

P_е=P_i× h_м=0.7675× 0, 9=0.6908 МПа

Где: h_м=0.89÷ 0.91 – механический КПД при работе на номинальной мощности для судовых СОД.

Удельный индикаторный расход топлива:

 кг/Дж

 кг/кВт· ч

Удельный эффективный расход топлива:

 кг/Дж

Индикаторный КПД:

Эффективный КПД:

Диаметр цилиндра:

мм

Ход поршня:

мм

Отношение  находится в пределах ГОСТа.

Динамический расчёт двигателя

 

Диаграмма движущих усилий

 

Удельные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме (КШМ) и отнесённые к единице площади поршня Р (н/ ), можно подразделить на четыре группы:

- удельные силы, образующиеся от давления газов на поршень Ps;

- удельные силы тяжести движущихся частей Pb;

- удельные силы инерции поступательно движущихся частей In;

- удельные силы трения в механизме двигателя Pт;

 Давление газов на поршень Pz – величина переменная при любом положении мотыля может быть определена по развёрнутой индикаторной диаграмме.

Сила тяжести Р_в:

 Па

Где: m=1000÷ 3000 кг/м² – удельная масса поступательно движущихся частей.

Удельные силы поступательно движущихся масс определяются как произведение удельной массы поступательно движущихся частей, отнесённой к единице площади поршня  [кг/ м² ] на их ускорение а [м/с²]

 

 

При построении диаграммы движения усилий в качестве оси абсцисс принимают атмосферную линию и строят развёрнутую индикаторную диаграмму.

Вниз от атмосферной линии откладывают удельную силу тяжести движущихся частей и проводят пунктирную линию.

Далее по формуле ( ) строим кривую сил инерции. При направлении сил инерции вверх, ординату тоже направляем вверх.

 - для ВМТ

 - для НМТ

 

R=

Где: R – радиус мотыля

L – длина шатуна.

[с^-1] – угловая скорость вращения коленчатого вала.

Следовательно

С достаточной степенью точности кривую удельных сил инерции можно построить по способу Толле, для чего следует отложить расстояние АВ в масштабе абсцисс развёрнутой индикаторной диаграммы, а затем из точки А в масштабе ординат развёрнутой диаграммы отложить удельную силу инерции в ВМТ (верхней мёртвой точке) I_no.

В том же масштабе из точки В вниз откладывают удельную силу инерции в НМТ. Точки C и D соединяют прямой. Из точки пересечения CD с АВ откладывают вниз в принятом масштабе ординат величину EF, равную:

 

Переведём полученные значения в миллиметры: АС=37.63мм

ВD=22.36мм

АВ=120мм

EF=22.45мм

Точку F соединяют прямыми с точками C и D. Линии CF и FD делят на одинаковое число равных частей и соединяют точки одного и того же номера прямыми. Через точки C и D по касательным и прямым, соединяющим одинаковые номера, проводят главную огибающую линию, которая и будет кривой удельных сил инерции.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: