Тепловой расчет двигателя

3.4.1 Тепловой расчет двигателя предусматривает определение ряда характерных параметров рабочего процесса проектируемого двигателя при его работе на номинальном режиме (а в ряде случаев – на нескольких характерных режимах), экономичности двигателя в целом, среднего индикаторного давления и по заданной мощности размеров цилиндра и числа цилиндров. В результате теплового расчета строятся расчетная индикаторная диаграмма, используемая для определения переменных нагрузок на детали кривошипного механизма и крутящего момента, передаваемого потребителю.

3.4.2 Расчет рабочего процесса начинается с выбора ряда исходных параметров: давления и температуры воздуха на впуске Р_к и Т_к (при «свободном» впуске – Р_о и Т_о), степени сжатия ε, коэффициента избытка воздуха α, давления остаточных газов Р_ост, степени повышения давления λ при сгорании или давления вспышки (максимального давления цикла) P_z, коэффициента выделения тепла при сгорании ξ _z и др.

3.4.3 Каждый из выбираемых параметров должен быть достаточно убедительно обоснован материалами испытаний аналогичных двигателей, материалами заводских испытаний прототипа, данными вспомогательных расчетов. Обоснование должно быть конкретным и подтверждено соответствующими ссылками на публикации, графиками и таблицами. Такое же подтверждение конкретными опытными или расчетными данными должно иметь место и при выборе исходных параметров в других расчетах проекта (расчеты кинематики и динамики КШМ, механизма газораспределения, специальное задание и др.).

3.4.4 В случае проектирования двигателя с наддувом расчету рабочего процесса должен предшествовать предварительный расчет основных параметров системы наддува, позволяющий провести расчет рабочего процесса в 2–3 вариантах. В тех случаях, когда разработка системы наддува включается в специальное задание, расчет рабочего процесса должен быть по ряду параметров (P_к, T_к, P_ост, η, T_r) тщательно согласован с расчетом наддувочного агрегата.

3.4.5 После определения основных параметров цилиндра двигателя проводится проверка теплового расчета по полученной эффективной мощности. Допускается отклонение расчетной эффективной мощности от величины, указанной в техническом задании, не более чем на ±5 %.

3.4.6 Завершающими этапами расчета рабочего процесса (теплового расчета) являются расчеты теплового баланса и характеристики ДВС. В тепловом балансе должны быть получены исходные данные для последующих расчетов систем охлаждения и смазки, для оценки теплонапряженности двигателя в целом. Количество тепла, эквивалентного эффективной мощности и уносимого с выхлопными газами, определяется по данным теплового расчета (N_e, Т_о, Т_г), остальные составляющие баланса определяются по рекомендациям учебников и другой литературы (результаты испытаний, инструкции по устройству и эксплуатация), имеющей соответствующие сведения по двигателям, аналогичным проектируемому по степени форсировки, условиям работы, конструктивным особенностям.

3.4.7 Расчет характеристик и их графическое представление должны быть выполнены с учетом назначения двигателя (внешняя, винтовая, генераторная и т.д.) на основании не только общих рекомендаций, имеющихся в учебной литературе, но и обязательного анализа реальных характеристик двигателей-аналогов, опубликованных в технических паспортах, инструкциях по эксплуатации, рекламных проспектах и др. документах.

3.5 Кинематический расчет кривошипно-шатунного
механизма (КШМ)

3.5.1 Расчет кинематики КШМ направлен на определение перемещения, скорости и ускорения поршня для различных положений коленчатого вала при Δφ = 15° поворота коленчатого вала. Значения необходимых для выполнения расчетов тригонометрических функций, входящих в уравнения для S, v, j, следует брать из [1].

3.5.2 В записке должны быть обоснованы принимаемые в данном разделе соотношения S/D, R/l _ш на основании анализа выполненных конструкций двигателей-аналогов (с конкретным указанием рассматриваемых моделей).

3.5.3 Расчет S, v, j завершается графическим построением указанных зависимостей.