Определение размеров цилиндра

Дата: 2025-05-25; Просмотры: 3

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

1.Выбор исходных параметров.

Коэффициент короткоходности двигателя K=S/D K=0,8…1,05 K=0,8

2. Определение рабочего объема двигателя

Рабочий объем одного цилиндра

3. Определение размеров цилиндра.

Диаметр цилиндра

Полученный диаметр округляется до ближайшего целого значения D=90 мм

Ход поршня

Полученный ход поршня округляется до ближайшего целого четного значения S=72 мм.

4.Определение средней скорости поршня.

12,48 м/с

Расхождение 4 % , что допустимо (не более 10%).

5.Уточнение рабочего объёма двигателя и его номинальной мощности.

2,748 л.

6.Определение эффективного крутящего момента и литровой мощности двигателя.

Сводная таблица параметров проектируемого двигателя

Параметры	Neном	nном	iVh		S	D	S/D	Nл	Pе	ge
Размерность параметров	кВт	мин-1	л	-	мм	мм	-	кВт/л	МПа	г/(кВт*ч)
Значения параметров проектируемого двигателя	113,02	5200	2,748	10	72	90	0,8	41,128	0,949

Построение индикаторной диаграммы.

1)Выбор масштабов.

Масштабы давления , МПа/мм, и хода поршня , мм/мм, выбираем таким образом, чтобы высота диаграммы была приблизительно в 1,5 раза больше ее основания. Для p_z=7,859 МПа выбираем рекомендуемый масштаб для p_z=5…8МПа.

. Масштаб для хода поршня S=72мм выбираем =0,5 мм/мм, таким образом получаем необходимое соотношение основания и высоты диаграммы.

2)Характерные линии.

После нанесения координатных осей проводим линию абсолютного давления окружающей среды на расстоянии ОК от оси абсцисс

OK= мм.

Параллельно оси давления на расстояния ОА от начала координат проведем линию, определяющую положение поршня в ВМТ.

, где мм – отрезок, который косвенно характеризует объем камеры сгорания.

ОА= мм.

От точки А откладываем отрезок АВ, эквивалентный ходу поршня S:

Через точку В, определяющую положение поршня в НМТ, проводим параллельно оси давления вертикальную линию.

3)Характерные точки индикаторной диаграммы.

По линии ВМТ откладываем точки z,c,r соответствующие давлениям на следующих расстояниях:

мм.

мм.

мм

По линии НМТ отложим точки а и b, соответствующие давлениям , на следующих расстояниях, мм.

мм; мм.

При наличии дозарядки от НМТ на диаграмме откладываем точку , соответствующая давлению МПа,

от которой начинается построение политропы сжатия.

4)Построение политроп сжатия и расширения

При построении теоретической индикаторной диаграммы рабочего цикла ординаты промежуточных точек при перемещении поршня от ВМТ на расстояние x для процессов сжатия и расширения в двигателях с искровым зажиганием определяется по следующим формулам, МПа:

Для процесса сжатия:

(наличие дозарядки учитывается введением в данную формулу коэффициента дозарядки )

Для процесса расширения:

Где – ход поршня эквивалентный полному объему цилиндра; х- ход поршня, эквивалентный текущему значению объема надпоршневого пространства, отсчитываемый от ВМТ.

С учетом масштабов эти формулы будут иметь следующий вид, мм

Расчет производится по девяти точка для процессов сжатия и расширения. Отрезок АВ для двигателей с искровым зажиганием разбивается примерно на 10 равных частей.

Результаты расчета политроп сжатия и расширения представлены в виде таблицы.

Номер точки	X, мм (ход поршня)	,мм (диаграмма)		Для процесса сжатия			Для процесса расширения
					, МПа			, МПа
1	0	0	10	22,9	2,08	52	16,596	7,859	196,5
2	8	16	5	8,925	0,809	20,2	7,124	3,377	84,4
3	16	32	3,33	5,142	0,466	11,7	4,344	2,059	51,5
4	24	48	2,5	3,477	0,315	7,9	3,058	1,449	36,2
5	32	64	2	2,567	0,233	5,8	2,329	1,104	27,6
6	40	80	1,67	2,003	0,182	4,5	1,865	0,884	22,1
7	48	96	1,43	1,624	0,147	3,7	1,545	0,732	18,3
8	56	112	1,25	1,355	0,123	3,1	1,313	0,622	15,6
9	64	128	1,11	1,154	0,105	2,6	1,137	0,539	13,5
10	72	144	1	1	0,088	2,2	1	0,474	11,9

5) Сглаживание индикаторной диаграммы вблизи ВМТ в конце процесса сжатия и в начале процесса расширения

Решение этой задачи заключается в определении ординаты точки с’, соответствующей действительному значению давления в цилиндре в момент достижения ВМТ, а также положения точек e и z_д относительно ВМТ.

С учетом повышения давления вследствие начала процесса сгорания топлива до ВМТ давление в конце процесса сжатия p_c’ (в точке c’) составляет:

Для ДсИЗ p_c’=(1,15….1,25)p_c=1,2*2,08=2,496 МПа. С учетом ранее выбранного масштаба откладываем по линии ВМТ Ac’ мм.

Точка е соответствует началу основной фазы сгорания топлива, что выражается в превышении давления в этой точке по сравнению с давлением при сжатии без воспламенения (зажигания).

Точка z_д определяет момент достижения действительного максимального давления p_z.д после прохождения поршнем положения ВМТ.

Точка f соответствует моменту искрового разряда в двигателях с искровым зажиганием.

Положение точек f,e, z_д на индикаторной диаграмме определяются графически по методу Брикса. Для этого из центра O₁ расположенного на середине отрезка АВ, проведем полуокружность радиусом AB/2. Затем от точки О₁ в сторону НМТ отложим отрезок - поправка Брикса.

r=S/2 – радиус кривошипа; - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна; и получим центр окружности O₂.

Для ДсИЗ

Значение =r/l=S/2l выбирается по прототипу рассчитываемого двигателя. l -длина шатуна.

С учетом масштаба получим мм.

Из нового центра проведем лучи под углами до их пересечения с полуокружностью. Из этих точек пересечения опустим прямые, параллельные оси ординат, до пересечения с соответствующими линиями теоретической или с горизонталью p_z= p_z.д (для точки z_д ), после чего точки е, с’ и z_д соединим плавными линиями.

Положение точки f определяется углом опережения зажигания (УОЗ). Значение УОЗ ( в двигателях с искровым зажиганием на номинальном режиме работы находится в пределах 20…40˚.Выбранное значение , обусловлено высокой частотой вращения двигателя и богатой смесью.

Максимум давления достигается примерно при ˚ после ВМТ. При этом p_z.д =0,85p_z=6,68 МПа.

6) Сглаживание индикаторной диаграммы вблизи НМТ в конце процесса расширения и в начале процесса сжатия. Выбор фаз газораспределения.

Характер индикаторной диаграммы соответствующей реальному рабочему циклу, на указанных участках зависит от фаз газораспределения, которые изображаются в виде круговых диаграмм.

На круговых диаграммах введены следующие обозначения:

- угол начала открытия впускного клапана до ВМТ;

- угол запаздывания закрытия впускного клапана после НМТ;

- угол опережения открытия выпускного клапана до НМТ;

- угол запаздывания закрытия выпускного клапана после ВМТ.

Сумма углов называется перекрытием клапанов.

Выбор фаз газораспределения осуществляется по имеющимся данным для двигателей

прототипов проектируемого ДВС, т.е. для двигателей с таким же числом цилиндров, а

также примерно с такой же средней скоростью поршня.

В качестве прототипа выбран двигатель BMW M50: шестицилиндровый с рядным расположением.

18˚ПКВ;

˚ПКВ;

˚ПКВ;

Перекрытие клапанов составляет 43˚.

Положения точек , определяющих моменты открытия и закрытия соответственно впускных и выпускных клапанов, также находим по методу Брикса.

Для этого из центра О₂ под углами относительно горизонтали проводим лучи в полуплоскости, обращенной к ВМТ, а под углами проводим лучи в полуплоскости, обращенной к НМТ.

Из точек пересечения этих лучей с полуокружностью, проведенной ранее, опустим вертикали до пересечения с соответствующими линиями на индикаторной диаграмме.

При этом точка - будет расположения на линии выпуска, точка - на линии сжатия, точка - на линии расширения, а точка -на линии впуска. В точке начинается отрыв линии реального процесса расширения от политропы zb.

Положение точки, соответствующей давлению отработавших газов в НМТ, определяется посредством деления вертикального отрезка ab пополам. От этой средней точки проводим вогнутую кривую, переходящую в линию, близкую к горизонтали, соответствующей р_r. Из точки r на линии ВМТ также проводим плавную вогнутую линию переходящую в линию, близкую к горизонтали, соответствующей