Крутящий момент, Н∙м:
(27)
Литровая мощность, кВт/л:
(28)
Удельная поршневая мощность, кВт/дм2:
(29)
Механический КПД:
(30)
Индикаторный КПД:
, (31)
где – коэффициент избытка воздуха ( = 0,9)
= 14.96 (для бензиновых двигателей)
– низшая теплота сгорания топлива, ккал/кг. = 44
– плотность топливо – воздушной смеси, кг/м3. =1,22
= 0,7
Эффективный КПД:
(32)
Удельный расход, г/кВт∙ч:
(33)
Массовый расход, г∙ч:
(34)
Перемещение поршня
Зависимость перемещения поршня от угла поворота коленчатого вала определяется по формуле:
(35)
Строим график перемещения поршня из условия =0,25, угол поворота коленчатого вала 0–3600 с шагом 300.
Скорость поршня
Зависимость скорости поршня от угла поворота коленчатого вала определяется по формуле:
(36)
Строим график скорости поршня из условия =0,25, угол поворота коленчатого вала 0–3600 с шагом 300.
Ускорение поршня
Зависимость скорости поршня от угла поворота коленчатого вала определяется по формуле:
(37)
Строим график ускорения поршня из условия =0,25, угол поворота коленчатого вала 0–3600 с шагом 300.
Силы, действующие в двигателе
Сила инерции
Сила инерции определяется по формуле:
, (38)
где - угловая скорость поршня, определяемая по формуле:
, (39)
где - номинальная частота вращения двигателя. =4500 об/мин.
.
- приведенная масса поршня, определяемая по формуле:
, (40)
где - масса поршня, определяемая по формуле:
(41)
- масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца:
, (42)
где - масса шатуна, определяемая по формуле:
|
(43)
В итоге по формуле (40) определяем приведенную массу поршня:
Значения силы инерции в зависимости от угла поворота коленчатого вала заносим в таблицу 5.
Сила давления газов
Сила давления газов определяется по формуле:
, (44)
где - значения давления при данном угле поворота.
- атмосферное давление. =0,1 МПа.
- площадь поршня.
Площадь поршня определим по формуле:
(45)
Значения силы давления газов в зависимости от угла поворота коленчатого вала заносим в таблицу 5.
Суммарная сила
Суммарная сила определится по формуле:
(46)
Значения суммарной силы в зависимости от угла поворота коленчатого вала заносим в таблицу 5.
Таблица 5. Зависимости силы давления газов, силы инерции и суммарной силы от угла поворота коленчатого вала
Угол | Давление, МПа | Сила давления газов, Н | Ускорение, м/с2 | Сила инерции, Н | Суммарная сила, Н |
0,125 | 11519,19 | -11519,19 | -11354,19 | ||
0,09 | -66 | 9123,197 | -9123,197 | -9189,197 | |
0,09 | -66 | 3409,68 | -3409,68 | -3475,68 | |
0,09 | -66 | -2303,84 | 2303,84 | 2237,84 | |
0,09 | -66 | -5713,52 | 5713,52 | 5647,52 | |
0,09 | -66 | -6819,36 | 6819,36 | 6753,36 | |
0,09 | -66 | -6911,51 | 6911,51 | 6845,51 | |
0,1 | -6819,36 | 6819,36 | 6819,36 | ||
0,12 | -5713,52 | 5713,52 | 5845,52 | ||
0,15 | -2303,84 | 2303,84 | 2633,84 | ||
0,33 | 3409,68 | -3409,68 | -1891,68 | ||
0,79 | 9123,197 | -9123,197 | -4569,197 | ||
1,62 | 11519,19 | -11519,19 | -1487,19 | ||
3,7 | 9123,197 | -9123,197 | 14636,803 | ||
1,6 | 3409,68 | -3409,68 | 6490,32 | ||
0,82 | -2303,84 | 2303,84 | 7055,84 | ||
0,65 | -5713,52 | 5713,52 | 9343,52 | ||
0,54 | -6819,36 | 6819,36 | 9723,36 | ||
0,44 | -6911,51 | 6911,51 | 9155,51 | ||
0,125 | -6819,36 | 6819,36 | 6984,36 | ||
0,125 | -5713,52 | 5713,52 | 5878,52 | ||
0,125 | -2303,84 | 2303,84 | 2468,84 | ||
0,125 | 3409,68 | -3409,68 | -3244,68 | ||
0,125 | 9123,197 | -9123,197 | -8958,197 | ||
0,125 | 11519,19 | -11519,19 | -11354,19 |
|
Сила, направленная по радиусу кривошипа
Сила, направленная по радиусу кривошипа определяется по формуле:
(47)
Строим график изменения силы К из условия =0,25, угол поворота коленчатого вала 0–7200 с шагом 300.
Тангенциальная сила
Тангенциальная сила определяется по формуле:
(48)
Строим график изменения тангенциальной силы из условия =0,25, угол поворота коленчатого вала 0–7200 с шагом 300.
Нормальная сила
Нормальная сила определяется по формуле:
(49)
Строим график изменения нормальной силы из условия =0,25, угол поворота коленчатого вала 0–7200 с шагом 300.
Сила, действующая по оси шатуна
Сила, действующая по оси шатуна, определяется по формуле:
(50)
Строим график изменения силы, действующей по оси шатуна из условия =0,25, угол поворота коленчатого вала 0–7200 с шагом 300.
угол | Сила К | угол | Сила Т | угол | Сила N | угол | Сила S |
-11354,2 | -11354,2 | ||||||
-7378,93 | -5761,63 | -1157,84 | -9262,71 | ||||
-1073,99 | -3458,3 | -764,65 | -3559,1 | ||||
-572,887 | 2237,84 | 572,887 | 2309,451 | ||||
-3902,44 | 4162,222 | 1242,454 | 5783,06 | ||||
-6273,87 | 2519,003 | 850,9234 | 6807,387 | ||||
-6845,51 | 6845,51 | ||||||
-6335,19 | -2543,62 | -859,239 | 6873,915 | ||||
-4039,25 | -4308,15 | -1286,01 | 5985,812 | ||||
-674,263 | -2633,84 | -674,263 | 2718,123 | ||||
-584,529 | 1882,222 | 416,1696 | -1937,08 | ||||
-3669,07 | 2864,887 | 575,7188 | -4605,75 | ||||
-1487,19 | -1487,19 | ||||||
11753,35 | 9177,275 | 1844,237 | 14753,9 | ||||
2005,509 | 6457,868 | 1427,87 | 6646,088 | ||||
-1806,3 | 7055,84 | 1806,295 | 7281,627 | ||||
-6456,37 | 6886,174 | 2055,574 | 9567,764 | ||||
-9033 | 3626,813 | 1225,143 | 9801,147 | ||||
-9155,51 | 9155,51 | ||||||
-6488,47 | -2605,17 | -880,029 | 7040,235 | ||||
-4062,06 | -4332,47 | -1293,27 | 6019,604 | ||||
-632,023 | -2468,84 | -632,023 | 2547,843 | ||||
-1002,61 | 3228,457 | 713,8296 | -3322,55 | ||||
-7193,43 | 5616,79 | 1128,733 | -9029,86 | ||||
-11354,2 | -11354,2 |
|
Средний крутящий момент
угол | Крутящий момент | ср. момент |
-239,1075005 | -71,925252 | |
-143,5195164 | -234,1036 | |
92,87036 | 173,9265 | |
172,732223 | 670,601599 | |
104,5386361 | 607,040943 | |
-105,5602831 | ||
-178,788152 | ||
-109,30436 | ||
78,1121964 | ||
118,8927905 | ||
380,8569325 | ||
268,0015386 | ||
292,81736 | ||
285,776231 | ||
150,5127511 | ||
-108,1144006 | ||
-179,7974735 | ||
-102,45686 | ||
133,9809489 | ||
233,096765 | ||
, где Тх – значение тангенциальной силы при данном угле поворота.
Тср.= 163,2 Н∙м, что составляет разницу с ранее
посчитанным моментом (27) 2,45%.