Определение основных размеров двигателя

 

Среднее давление механических потерь (p_м, МПа) зависит в основном от частоты вращения коленчатого вала и рассчитывается с учетом затрат на газообмен по эмпирической формуле:

 

(47)

 

Среднее эффективное давление (p_e, МПа) меньше индикаторного на величину механических потерь, МПа:

 

(48)

 

Механический КПД двигателя (η_м) находится из отношения:

 

(49)

 

Индикаторный КПД двигателя (η_i) находится из выражения:

 

(50)

 

где ℓ₀ – количество воздуха в кг.воздуха/кг. топлива (формула (10));

α – коэффициент избытка воздуха (формула (12));

Q_н – низшая теплотворная способность топлива (берется из формулы (17) в МДж/кг);

r_в – плотность воздуха (при заданных параметрах Т_о и р_о составляет r_в=1,2 кг/м³);

h_v – коэффициент наполнения (формула (5)).

 

Эффективный КПД двигателя (η_e) всегда меньше индикаторного η_i в соответствии с формулой:

 

(51)

 

Удельный эффективный расход топлива (g_e, г/кВт∙ч) определяется в зависимости от эффективного КПД из выражения:

 

(52)

 

где Q_н – низшая теплотворная способность топлива (берется из формулы (17) в МДж/кг).

 

Объем одного цилиндра (V_h, л) двигателя определяется по формуле:

 

(53)

 

где t_т – коэффициент тактности (для четырехтактных двигателей t_т =2);

i – число цилиндров в двигателе.

 

Диаметр цилиндра (D_ц, мм) определяется в зависимости от объема цилиндра в соответствии с зависимостью:

 

 

, (54)

 

где ρ_s – отношение хода поршня к диаметру цилиндра (принимается из задания на выполнение курсового проекта).

Полученное по формуле (54) значение диаметра цилиндра D_ц округляется до целого числа.

При известной величине ρ_s, ход поршня (S_п, мм) определяется по формуле:

 

. (55)

 

Средняя скорость поршня (v_п^ср, м/с) рассчитывается по формуле:

 

, (56)

где S_п – ход поршня, м.

 

Часовой расход топлива (G_тн, кг/ч), определяется в зависимости от мощности:

 

. (57)

 

Расчетное октановое число (f) топлива рассчитывается из выражения:

 

, (58)

 

где D_ц – диаметр цилиндра, мм.