Материал: СМ ПМ.01 Тема 1.1.1. СЭУ 2 -х ДВС КР Либерис 2020 г. готово (1)

5.5 Среднее индикаторное и среднее эффективное давление

Среднее индикаторное давление - это условное постоянное давление, которое действуя на поршень за время одного хода расширения совершает работу, равную индикаторной работе цикла. Это один из важнейших индикаторных показателей, характеризующих мощность, развиваемую двигателем и его экономичность. Определяется среднее индикаторное давление по следующей зависимости

,Мпа

Среднее индикаторное давление Рі (с учетом округления углов действительной индикаторной диаграммы) для 2-х тактных ДВС выражается формулой:

где: - коэффициент полноты диаграммы

Ψ – потерянная доля хода поршня в процессе газообмена двухтактных двигателей (см.приложение)

Среднее эффективное давление является важнейшим эффективным показателем работы двигателя который учитывает не только тепловые потери, но и механические потери:

Где мех – механический К.П.Д. оценивает количественно механические потери, технологическое совершенство конструкции двигателя и принимается в соответствии с таблицей 5.

5.6 Основные эксплуатационные и конструктивные показатели

Индикаторные показатели

- – среднее индикаторное давление, МПа

- – индикаторный массовый удельный расход топлива, кг/инд.кВт.час

- – индикаторный коэффициент полезного действия

- –индикаторная мощность двигателя, кВТ

Эффективные или внешние показатели

- – среднее эффективное давление, МПа

- – эффективный массовый удельный расход топлива, кг/э кВт.час

- – эффективный коэффициент полезногодействия

- – эффективная мощность двигателя, кВТ

Удельный индикаторный расход топлива и индикаторный КПД. оценивают экономичность действительного цикла и характеризует тепловые потери внутри цилиндра.

Удельный эффективный расход топлива и эффективный КПД оценивают степень использования тепла в целом, т.е с участием тепловых и механических потерь.

Число оборотов

Число оборотов коленчатого вала в секунду (или в минуту) указывается в задании на курсовое проектирование. Классификация двигателей по оборотам приведена в таблице 11.

Таблица 11

Если выполняется проект дизель генератора, то число оборотов зависит от числа пар плюсов:

Таблица 12

Степень форсировки

Степень форсировки двигателя оценивается по удельной поршневой мощности [ ] в кВт/дм²:

По степени форсирования современные дизели можно условно разделить на следующие категории:

нефорсированные < 20 кВт/дм²

форсированные 20 < <100 кВт/дм²

высокофорсированные >100кВт/дм²

Средняя скорость поршня

Средней скоростью поршня, С_м при определении основных размеров цилиндра проектант задается по табличным опытным данным или принимает ее.согласно рекомендованному в задании двигателя – прототипа. Необходимо иметь в виду, чем выше С_м, тем выше механическая и тепловая напряженность двигателя и тем меньше моторесурс.

С_м = 2*S*n, м/с

По средней скорости поршня двигатели условно делятся на следующие группы:

тихоходные С_м< 6,5‚ м/с

быстроходные С_м> 6.5, м/с

повышенной быстроходности С_м> 13, м/с

Габаритные размеры двигателей

Ориентировочная длина двигателей:

L = А*z, мм

где: А – расстояние между осями цилиндров, мм

z–число цилиндров

для: 4-х тактных тихоходных дизелей А = (1,5 – 1,8)D

4-х тактных быстроходных дизелей А = (1‚2 – 1,4)D

D -диаметр цилиндра

Ширина двигателя по фундаментной раме:

В = b*S

где: b = (2,3 –2,6) для тихоходных двигателей

b = (2,8–3,2) для быстроходных двигателей

S–ход поршня

Высота двигателя:

H = h*S

где: h = (4,5 –5,0) для тронковых тихоходных дизелей

h = (4,0– 4,5) для тронковых быстроходныхдизелей

h = (5,0– 5,5) для крейпцкопфныхдизелей

6. Порядок расчета рабочего цикла 2-х тактного двигателя с газотурбинным наддувом

6.1 Выбор исходных данных расчета рабочего цикла судового двухтактного двигателя с газотурбинным наддувом, приведены в таблице 13.

Таблица 13

6.2 Расчет параметров процесса наполнения рабочего цилиндра

Определяем температуру воздуха после центробежного нагнетателя.

(1)

Если температура воздуха в ресивере (за воздухоохладителем) при Т_к≥ 330К воздух охлаждают для понижения средней температуры цикла и увеличение наполнения цилиндра.

Устанавливаем охладитель.

Определяем температуру продувочного воздуха за холодильником.

,К (2)

Принимаем

= 20-140 с.34

Определяем температуру воздуха, поступающего в цилиндр нагретого горячими деталями.

,К (3)

Принимаем

∆T= 5 10

Определяем температуру смеси свежего заряда с остаточными газами в начале сжатия.

,К (4)

Определяем давление продувочного воздуха за воздухоохладителем.

P_s= P_к - ∆P_хол,Мпа (5)

Определяем давление воздуха в начале сжатия.

P_a=(0,9+1,0)*P_s (6)

Определяем коэффициент наполнения, отнесенный к полезному ходу поршня

(7)

Определяем коэффициент наполнения, отнесенный к полному ходу поршня.

(7а)

Ψ – потерянная доля хода поршня в процессе газообмена двухтактных двигателей (см.приложение)

6.3 Расчет параметров процесса сжатия

Уточняем средний показатель политропы сжатия

(8)

После уточнения n₁ =

Определяем температуру конца сжатия:

,K (9)