N e - номинальная мощность, кВт h u - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг - степень сжатия - коэффициент избытка воздуха - коэффициент использования тепла д - коэффициент неполноты диаграммы T 0 – температура окружающей среды, К T – приращение температуры свежего заряда, К T r – температура остаточных газов, К P 0 – давление окружающей среды, МПа P r – давление остаточных газов, МПа n e – номинальная частота вращения двигателя, мин-1 i – число цилиндров n 1 – показатель политропы сжатия (только для дизельного ДВС) n 2 - показатель политропы расширения (только для дизельного ДВС) v –коэффициент наполнения (в зависимости от задания) - степень повышения давления (только для дизельного ДВС) С,Н,О - состав топлива. 1.Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания Исходные данные для теплового расчета :

Давление в конце процесса впуска Вариант I Если не задан коэффициент наполнения Вариант II Если задан коэффициент наполнения Температура рабочей смеси в конце процесса впуска Коэффициент наполнения (если не задан в задании)

Коэффициент остаточных газов Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг. топлива Количество свежего заряда Количество остаточных газов Количество рабочей смеси Показатель политропы сжатия (для бензинового двигателя)

Давление в конце процесса сжатия Температура в конце процесса сжатия Количество продуктов сгорания При 1 При

Изобарная теплоемкость продуктов сгорания (для дизельного двигателя) Изохорная теплоемкость продуктов сгорания (для бензинового двигателя) Уравнение сгорания для дизельного двигателя для бензинового двигателя Из уравнения сгорания, подставив известные величины находим величину T z Степень повышения давлении (для бензинового двигателя ) Давление в конце процесса сгорания Степень предварительного расширения продуктов сгорания

Показатель политропы сжатия (для бензинового двигателя) Степень последующего расширения (для дизельного двигателя) Давление в конце процесса расширения Для бензинового двигателя Для дизельного двигателя Температура в конце процесса расширения Для бензинового двигателя Для дизельного двигателя

Расчетное среднее индикаторное давление Для дизельного двигателя Для бензинового двигателя: Среднее индикаторное давление Индикаторная мощность где τ – число тактов рабочего цикла. Индикаторный КПД Удельный индикаторный расход топлива

Среднее эффективное давление где P M - среднее давление трения, МПа. для бензинового двигателя где n - частота вращения двигателя, об/мин. Эффективная мощность Механический КПД двигателя. Эффективный КПД Удельный эффективный расход топлива Часовой расход топлива для дизельного двигателя

2.Определение основных размеров двигателя Рабочий объем цилиндра (м 3 ) при заданной эффективной мощности : Диаметр цилиндра Округляем диаметр цилиндра до целого числа. 3.Построение индикаторной диаграммы Масштаб оси объемов индикаторной диаграммы принимаем линейным и величина рабочего объема равна ходу поршня в миллиметрах Определив, в первом разделе, значения давлений в расчетных точках индикаторной диаграммы (Pa, Pc, Pz, Pb) при исходных значениях P0, Pr (по заданию) переходим к построению индикаторной диаграммы. Объем камеры сгорания на индикаторной диаграмме : При построении масштаб оси давлений индикаторной диаграммы 1МПа=20 мм.

O O1O1 SVcVc P0P0 PrPr PcPc PaPa PbPb Объем в конце процесса сгорания на индикаторной диаграмме : VzVz C PzPz ZZ a b r r Дополнительный путь пройденный поршнем при повороте коленчатого вала на 90 0 : Длина шатуна : r r b b Давление в Х точке политропы сжатия : Давление в Х точке политропы расширения : c c b C PcPc Z PzPz

угол опережения зажигания или впрыска топлива Угол опережения открытия впускного клапана Угол запаздывания закрытия впускного клапана Угол опережения открытия выпускного клапана Угол запаздывания закрытия выпускного клапана Фазы газораспределен ия Двигатели ГАЗЗИЛ 130/131 СМД 14/20 СМД 17/18ЯМЗ 236/238/ Э

4.Построение внешней скоростной характеристики ДвигателиABCA1A1 B1B1 C1C1 Карбюраторные Дизельные: с непосредственны м впрыском предкамерные форкамерные , n min – минимальное число оборотов, при которых двигатель еще может устойчиво работать при полной нагрузке ; n M – число оборотов, соответствующее максимальному крутящему моменту; n g - число оборотов, соответствующее наибольшей экономичности ; n e - число оборотов, соответствующее максимальной мощности; n X - максимальное число оборотов, которое может развивать двигатель вхолостую при полностью открытом дросселе или полной подаче топлива;

5.Кинематика и динамика двигателя внутреннего сгорания Перемещение поршня Х : Ускорение поршня j : Масса деталей КШМ совершающая возвратно - поступательное движение Масса комплектного поршня m П, кг. Бензиновые двигатели D=60…100 мм. Дизели D=80…130 мм. Примечание Поршень из алюминиевого сплаваБольшие величины следует брать для двигателей с большим D Площадь поршня -F п – [м 2 ] (80…100) F п (150…300) F п Масса шатуна m ш, кг. Бензиновые двигатели D=60…100 мм. Дизели D=80…130 мм. Примечание (100…200) F п (250…400) F п Меньшие величины следует брать для двигателей с S/D < 1 Площадь поршня -F п – [м 2 ]

Суммарные силы, действующие на КШМ для каждой точки Х положения поршня Силы давления газов для каждой точки Х положения поршня Силы инерции возвратно - поступательно движущихся масс Сила, действующая вдоль шатуна P P sh

Масса неуравновешенной части одного колена вала без противовесов m к,кг Бензиновые двигатели D=60…100 мм. Дизели D=80…130 мм. Примечание Стальной кованый вал (сплошные шатунные шейки) Большие величины соответствуют двигателям для двигателей с большим D и V-образным двигателям с двумя шатунами на одной шейке. Меньшие величины – двигателям, у которых S/D < 1 Площадь поршня –F п – [м 2 ] (150…200) F п (200…400) F п Стальной кованый или чугунный литой вал (полые шатунные шейки) (100…200) F п (150…300) F п Масса неуравновешенных частей КШМ, совершающая вращательное движение Силы инерции вращающихся масс R P PrPr P sh R

1.Построение полярной диаграммы нагружения шатунной шейки коленчатого вала Шатунная шейка. На шатунную шейку действуют силы: Р sh направленная по шатуну и P r центробежная сила инерции массы шатуна Равнодействующая сил Р sh и P r получается геометрическим сложением этих сил. SUM P PrPr P sh R L Выберем масштаб линейных размеров для R и L исходя из размеров чертежа. Выберем масштаб сил для P sh и P r исходя из размеров чертежа.

A B O ОА=RАВ=L D DA=P r Минус (-) - сила P sh направлена к поршню Плюс (+) - сила P sh направлена от поршня D – полюс диаграммы SUM 0 SUM 1 SUM 2 SUM 3 SUM 12 SUM SUM 0=11.3 SUM 1=9.8 SUM 2=6.2 SUM 3=5.1 SUM 12=72.2 SUM 13=6

= =