Эксплуатационную мощность двигателя Nен, для обеспечения заданных тягово-приводных и скоростных показателей трактора подсчитываем по формуле:
=
кВт (14)
где Pк.н.1 - номинальная касательная сила тяги на 1 основной передаче, кН.
Nвом - мощность, необходимая для привода рабочих машин от вала отбора мощности на расчетном тяговом режиме, кВт.
Номинальную касательную силу тяги на 1-ой передаче определяем по формуле: 
= 
8,198 кН (15)
где Pf - сила сопротивления качению.
Она определяется по формуле:
=
кН (16)
здесь G - вес трактора.
В задачи теплового расчета двигателя, прежде всего, входит определение параметров состояния рабочего тела в характерных точках рабочего цикла двигателя и определение энергетических и экономических показателей цикла и двигателя, на основании которых рассчитываем также основные размеры двигателя (диаметр цилиндра и ход поршня). Основными исходными данными для расчета являются: номинальная эффективная мощность и соответствующая ей частота вращения коленчатого вала двигателя; степень сжатия; тип камеры сгорания; коэффициент избытка воздуха; вид топлива; расчетные параметры окружающей среды (давление и температура) и ряд других.
Тепловой расчет двигателя выполняем по исходным данным в соответствии с индивидуальным заданием на курсовую работу.
В задании на работу приводится часть необходимых для теплового расчета исходных данных, остальными задаемся, ориентируясь на прототип двигателя.
Тепловой расчет выполняем на ПЭВМ по программе, составленной на кафедре тракторов и автомобилей.
Среди исходных данных задаемся коэффициентом избытка воздуха a, подогревом заряда на впуске DT степенью повышения давления lp.
Для номинального режима эти значения принимаем в пределах:
a = 1,3 .1,65 - для дизельных двигателей с неразделенной камерой сгорания;
DT = 10 .30 К - для дизелей без наддува;
lp = 1,6 .2,5 - для дизелей с неразделенной камерой сгорания.
На величину степени повышения давления влияет режим впрыска топлива, форма камеры сгорания и способ смесеобразования.
При выборе lp учитываем, что увеличение lp приводит к уменьшению степени предварительного расширения r. Для большинства дизелей r = 1,2 .1,7 (большие значения характерны для раздельных камер сгорания).
Ниже приводятся обозначения величин с указанием их размерности, которые приняты в расчетных формулах. Эти обозначения приводятся, в основном, в том порядке, в каком они встречаются по алгоритму расчета.
Таблица 1.
|
Обозначения |
Параметры |
Размерность |
|
1 |
2 |
3 |
|
mO |
теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива |
кг/кг топлива |
|
МО |
теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива |
кмоль/кг топлива |
|
М1 |
количество подаваемого свежего заряда на 1 кг топлива |
кмоль/кг топлива |
|
М2 |
Количество продуктов сгорания на 1кг топлива |
кмоль/кг топлива |
|
С |
массовая доля углерода в топливе |
- |
|
Н |
массовая доля водорода в топливе |
- |
|
О |
массовая доля кислорода в топливе |
- |
|
nН |
номинальная частота вращения |
об/с |
|
рO |
расчетное атмосферное давление |
МПа |
|
Тс |
расчетная температура окружающего воздуха |
К |
|
рК |
давление после компрессора (на впуске) |
МПа |
|
TK |
температура после компрессора (на впуске) |
К |
|
nK |
показатель политропы сжатия в компрессоре |
- |
|
Dра |
потеря давления на впуске |
МПа |
|
TK` |
температура на впуске (с учетом подогрева) |
К |
|
DT |
подогрев свежего заряда на впуске |
К |
|
ра |
давление в цилиндре в конце впуска |
МПа |
|
ТА |
температура в конце процесса впуска |
К |
|
e |
степень сжатия |
- |
|
рr |
давление в конце процесса впуска |
МПа |
|
Tr |
температура в конце процесса впуска |
К |
|
hV |
коэффициент наполнения цилиндров |
- |
|
gr |
коэффициент остаточных газов |
- |
|
n1 |
показатель политропа сжатия |
- |
|
pc |
давление в конце процесса сжатия |
МПа |
|
Тс |
температура в конце процесса сжатия |
К |
|
a |
коэффициент избытка воздуха |
- |
|
mт |
молекулярная масса паров топлива |
кг/кмоль |
|
m0 |
химический коэффициент молеку- лярного изменения горючей смеси |
- |
|
m |
Действительный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси | |
|
Hи |
низшая теплота сгорания топлива |
кДж/кг |
|
Нрс |
теплота сгорания рабочей смеси |
кДж/кмоль |
|
xz |
коэффициент использования теплоты в процессе сгорания |
- |
|
Сvc |
средняя мольная изохорная теплоемкость рабочей смеси |
кДж/кмоль |
|
Сvz |
средняя мольная изохорная теплоемкость продуктов сгорания |
кДж/кмоль |
|
λp |
степень повышения давления |
- |
|
рz |
максимальное расчетное давление в цикле |
МПа |
|
Тz |
температура в конце процесса сгорания |
К |
|
А |
коэффициент в уравнении для расчета Тz |
кДж/кмоль |
|
B |
коэффициент в уравнении для расчета Тz |
кДж/кмоль |
|
F |
коэффициент в уравнении для расчета Тz |
кДж/кмоль |
|
r |
степень предварительного расширения |
- |
|
n2 |
показатель политропы расширения |
- |
|
d |
степень последующего расширения |
- |
|
pB |
давление в конце процесса расширения |
МПа |
|
TB |
температура в конце процесса расширения |
К |
|
pi |
теоретическое среднее индикаторное давление |
МПа |
|
pi |
среднее индикаторное давление |
МПа |
|
pк |
плотность заряда на впуске |
кг/м |
|
R |
газовая постоянная для воздуха |
Дж/кгК |
|
hi |
индикаторный КПД |
- |
|
n |
коэффициент полноты индикаторной диаграммы |
- |
|
gi |
удельный индикаторный расход топлива |
г/кВтч |