Основными параметрами двигателя, определяющими величину рабочего объема V_h, является диаметр цилиндра D и ход поршня S.

По значениям расчетной мощности N_e, номинальной частоты вращения n, числу цилиндров i, тактности τ, а также среднему эффективному давлению p_e, определяют рабочий объем двигателя, л.:

                                                                             (1.56)

В тоже время рабочий объем цилиндра:

                                                                (1.57)

где D и S выражены в мм.

Соотношение S / D у автомобильных двигателей в пределах 0,7-1,2, а у тракторных 1,08-1,4.

Задаваясь отношением S / D определяем диаметр цилиндра в мм.

                                                                   (1.58)

Отсюда ход поршня S равен:

                                                                               (1.59)

В этом случае значение рабочего объема по полученным S и D равно:

                                   V_h =  , л                             (1.60)

Определив диаметр цилиндра D по заданному отношению S / D находят ход поршня S, в мм и радиус кривошипа r = 0,5 · S мм

Сравнительные параметры предназначены для оценки тепловой и динамической напряженности работы двигателя. К ним относится удельная литровая мощность N _л, кВт/л, и удельная поршневая мощность N_п, кВт/дм:

Удельная литровая мощность, кВт/л:

                                                                          (1.61)

Номинальное значение N л у автомобильных дизелей 10-18.

Удельная поршневая мощность, кВт/дм²:

                                                   (1.62)

где S - ход поршня в дм,

  i - число цилиндров.

Номинальное значение N _л у автомобильных дизелей равно 13-25 кВт/дм².

Проверка:

N_e^I =( p_e · i · V_h · n )/(30·4), кВт

=(( N_e^I - N_e )/ N_e^I ) ·100%

Сводные данные теплового расчета двигателя по расчетным вариантам заносим в таблицу.

Таблица 1.2

Сводные данные теплового расчета двигателя по расчетным вариантам.

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ДВИГАТЕЛЯ

Характеризует распределение теплоты топлива, поступившего в цилиндры двигателя. Расчёт составляющих теплового баланса позволяет оценить совершенство организации рабочего процесса двигателя, определить величины тепловых потерь в систему охлаждения и с отработавшими газами, определить резервы в улучшении топливной экономичности двигателя.

Уравнение теплового баланса может быть определено в виде:

                                             (1.63)

где Q - теплота, введённая в цилиндры двигателя с топливом, кДж/ч:

                           , кДж/ч                                    (1.64)

 Q_e – теплота, превращенная в полезную (эффективную) работу, кДж/ч:

                                , кДж/ч                                 (1.65)

 Q _охл – теплота, отведенная в систему охлаждения и смазочную систему, кДж.

Определяется по эмпирической формуле, кДж/ч:

- для бензинового двигателя

                   (1.66)

- для дизеля

                                                      (1.67)

где С - эмпирический коэффициент особенности охлаждения 0,4-0,52

  m - 0,6 - 0,7 - эмпирический коэффициент пропорциональности.

 Q _ог - теплота, унесённая с отработавшими газами, кДж/ч:

        , кДж/ч                 (1.68)

где c_p , c_p1 – теплоемкость при постоянном давлении С_р=С _v + R

С _p = A₂+B₂·T_r'+R

С _p1 = A₁+B₁·T _о +R

Количество теплоты, не выделившееся в следствии неполноты сгорания:

- для бензиновых двигателей при а<1. кДж/ч

                            Q _нс =61,5(1-а) G _Т                                             (1.69)

- для дизелей а>1, поэтому потери вследствии неполноты сгорания являются незначительными и их включают в остаточную часть Q _ост теплового баланса.

Q _ост - остаточный член теплового баланса, характеризующий неучтённые потери теплоты и точность расчёта теплового баланса, кДж/ч:

                    Q _ост = Q – ( Q_e + Q _охл + Q _ог + Q _нс )                                      (1.70)

Тепловой баланс удобно представить в относительных единицах, где каждый член выражается в процентах от количества теплоты, введённой в двигатель с топливом:

                 q_e + q _охл + q _ог + q _мс + q _ост = 100%                                 (1.71)

где q_e - доля тепла преобразованного в эффективную работу, карбюраторный двигатель 25-33%

                            q_e = Q_e : Q ^. 100%                                         (1.72)

q _охл - доля тепла отведенного в системы охлаждения и смазки, дизельный двигатель 15-35%

                       q _охл = Q _охл : Q ^. 100%                                         (1.73)

q _ог - доля тепла отведенного с отработавшими газами, карбюраторный двигатель 25-45%

                           q _ог = Q _ог : Q ^. 100%                                        (1.74)

q _нс - доля тепла потерянного из-за неполноты сгорания топлива, дизельный двигатель 0-5%;

q _ост - доля тепла расходуемого на не учтенные потери, дизельный двигатель 2 – 5%

                   q _нс + q _ост = Q _ост : Q ^. 100%                                    (1.75)

Таблица 1.3

Тепловой баланс