Тепловой баланс карбюраторного двигателя

Общее количество теплоты, введенной в двигатель при номинальном скоростном режиме (все данные взяты из теплового расчета):

карбюраторный двигатель

Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 с:

карбюраторный двигатель

Теплота, передаваемая охлаждающей среде:

карбюраторный двигатель

Теплота, унесенная с отработанными газами:

карбюраторный двигатель

= =(17,328/3,6)∙{0,5361∙[25,426+8,315]∙823-0,5041∙[20,775+8,315]∙20}=70708 Дж/с,

где =25,405 кДж/(кмоль*град) – теплоемкость отработавших газов (определена по табл. 3.8. методом интерполяции при α=0,96 и t_r = T_r -273=1096-273=823 ); =20,775 кДж/(кмоль*град) – теплоемкость свежего заряда (определена по табл. 3.6 для воздуха методом интерполяции при t ₀ = T ₀ -273=293-273=20 ).

Теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива:

карбюраторный двигатель

=2476∙17,328/3,6=11917 Дж/c.

Неучтенные потери теплоты:

карбюраторный двигатель

.

Составляющие теплового баланса карбюраторного двигателя представлены в табл. 10, а также на рис. 2.

Из приведенных таблиц и рисунков видно, что основная часть теплоты топлива расходуется на эффективную работу, нагрев охлаждающей среды и потери с отработавшими газами.

Таблица 10

Карбюраторный двигатель
Составляющие теплового баланса	Частота вращения двигателя, мин-1
	1000		3000		6000		6500
	Q, Дж/c	q, %	Q, Дж/c	q, %	Q, Дж/c	q, %	Q, Дж/c	q, %
Q е	10137	26,2	33496	30,4	60000	28,4	59493	26,7
Q В	9914	25,6	36841	33,5	57810	27,3	60898	27,3
Qr	8996	23,2	31068	28,2	70708	33,4	74650	33,5
Q н.с	7635	19,7	6203	5,6	11917	5,6	12560	5,6
Q ост	2026	5,2	2464	2,2	11019	5,2	15264	6,8
Q о	38707	100	110073	100	211454	100	222865	100

Построение внешних скоростных характеристик бензинового двигателя

На основании тепловых расчетов, проведенных для четырех скоростных режимов работы бензиновых двигателей получены и сведены в табл. 11 необходимые величины параметров для построения внешних скоростной характеристик (рис.3).

Таблица 11

Частота вра­щения колен­чатого вала, мин-1	Параметры внешней скоростной характеристики
	Ne, кВт	ge, г/(кВт∙ч)	Ме, Н×м	GT, кг/ч	η V	a
Карбюраторный двигатель
1000	10,14	313	96,8	3,172	0,8643	0,86
3000	33,50	269	106,7	9,020	0,9145	0,96
6000	60,00	289	95,5	17,328	0,8784	0,96
6500	59,49	307	87,4	18,263	0,8546	0,96

 

Коэффициент приспособляемости по скоростным характеристикам:

карбюраторного двигателя K= M_emax / M_emin =10637/95,5=1,12.

Для сравнения различных методов построения скоростных ха­рактеристик и проверки правильности выполнения теплового рас­чета для нескольких скоростных режимов двигателя дополнительно приведен расчет изменения мощности и удельно­го расхода топлива на основе процентных соотношений между параметрами относительной скоростной характеристики карбюра­торного двигателя.

 

 

 

На основе сравнения полученных данных с кривыми N_e и g_e, построенными по результатам теплового расчета, можно сде­лать следующие выводы:

1. Точки относительной характеристики практически полностью совпадают с внешней скоростной характеристикой мощности рас­считываемого двигателя.

2. Точки относительной характеристики удельного расхода топ­лива несколько отличаются от кривой g_e, построенной по данным теплового расчета, в сторону увеличения g_e и особенно при малых значениях частоты вращения коленчатого вала.

Расчет кинематики и динамики двигателя

Расчет рядного карбюраторного двигателя

Кинематика

3.1.1.1 Выбор  и длины L _ш шатуна

В целях уменьшения высоты двигателя без значительного увеличения инерционных и нормальных сил отношение радиуса кривошипа к длине шатуна предварительно принято в тепловом расчете . При этих условиях L _ш = R /λ=37,5/0,285=131,6 мм.

Построив кинематическую схему кривошипно-шатунного механизма (см. рис. 7.2), устанавливаем, что ранее принятые значения L _ш и λ обеспечивают

движение шатуна без задевания за нижнюю кромку цилиндра. Следовательно, перерасчета величин L _ш и λ не требуется.

Перемещение поршня

 мм.

Расчет s_x производится аналитическим методом через каждые 10˚ угла поворота коленчатого вала. Значения для [(1-cosφ)+(0,285/4)(1-cos2φ)] при различных φ взяты из табл.7.1 как среднее между значениями при λ=0,28 и 0,29 и занесены в гр. 2 расчетной табл. 12 (для сокращения объема значения в таблице даны через 30˚).