ОСНОВЫТЕОРИИ И РАСЧЕТА СИЛОВЫХ АГРЕГАТОВ
В качестве исходных данных для теплового расчета двигателя задаются следующие.
Тип двигателя – четырехтактный, шестицилиндровый, однорядный, однокамерный дизель без наддува. Номинальная мощность дизеля
Nе ном =99 кВт; номинальная частота вращения nн=1700 мин-1; степень сжатия 
=16; коэффициент тактностиτд = 2; коэффициент избытка воздуха 
=1,45. Дизельное топливо «З» (ГОСТ 305-82); низшая удельная теплота сгорания топлива Ни =43600 кДж/кг; средний элементный состав: С=87%; Н=12%; О=1%.
Расчет ведем для условий сгораний 1 кг топлива. При выполнении расчета задаемся рядом параметров с учетом пределов их изменения.
Параметры рабочего тела. Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива:
(1.1)
Или
(1.2)
Количество свежего заряда:
(1.3)
Общее количество продуктов сгорания:
(1.4)
Параметры окружающей среды и остаточные газы. Атмосферные условия принимаем следующие: р0=0,1 МПа; Т0=258 К. Давление окружающей среды рк=р0=0,1 МПа; температура окружающей среды Тк=Т0=258 К. Давление и температура остаточных газов: рr=0,11МПа; принимаем Тr=800 К.
Процесс впуска. Принимаем температуру подогрева свежего заряда 
Т=15 град. Плотность заряда на впуске:
(1.5)
где 
=287 Дж (кг⋅град) – удельная газовая постоянная для воздуха.
Принимаем
Тогда потери давления на впуске в двигатель:
(1.6)
Давление в конце впуска:
(1.7)
Коэффициент остаточных газов:
(1.8)
Температура в конце впуска:
(1.9)
Коэффициент наполнения:
(1.10)
Процесс сжатия.
Принимаем 
=1.39
Тогда давление в конце сжатия:
(1.11)
Температура в конце сжатия:
(1.12)
Средняя молярная теплоемкость заряда (воздуха) в конце сжатия без учета влияния остаточных газов:
(1.13)
Число молей остаточных газов:
(1.14)
Число молей газов в конце сжатия до сгорания:
(1.15)
Процесс сгорания. Средняя молярная теплоемкость при постоянном давлении для продуктов сгорания жидкого топлива в дизеле:
; (1.16)
Число молей газов сгорания:
(1.17)
Расчетный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:
(1.18)
Принимаем коэффициент использования теплоты 
=0,80.
Тогда количество теплоты, передаваемой газам при сгорании 1 кг топлива:
(1.19)
Принимаем степень повышения давленияλ=1,716.
Температуру в конце сгорания определяем из уравнения:
(1.20)
(µсvc=8,314 
) или
Решаем уравнение относительно 
и находим =1966 К
(1.21)
Степень предварительного расширения:
(1.22)
Процесс расширения. Степень последующего расширения:
(1.23)
Принимаем 
=1,25.
Тогда
(1.24)
(1.25)
Проверяем правильность ранее принятой температуры остаточных газов (Тr принята 800 К):
(1.26)
(1.27)
(допустимое значение =5%).
Индикаторные параметры рабочего цикла дизеля:
(1.28)
Принимаем коэффициент полноты индикаторной диаграммы 
=0.92.
Тогда среднее индикаторное давление цикла для скругленной индикаторной диаграммы:
(1.29)
Индикаторный КПД:
(1.30)
Индикаторный удельный расход топлива:
(1.31)
Эффективные показатели дизеля. Принимаем предварительно среднюю скорость поршня 
=8 м/с.
Среднее давление механических потерь:
(1.32)
Среднее эффективное давление:
(1.33)
Механический КПД:
(1.34)
Эффективный КПД:
(1.35)
Эффективный удельный расход топлива:
(1.36)
Основные размеры цилиндра и удельные параметры дизеля.
Литраж двигателя:
(1.37)
Рабочий объем цилиндра:
(1.38)
Задаемся.
(1.39)
Тогда диаметр цилиндра:
(1.40)
Ход поршня:
(1.41)
Площадь поршня:
(1.42)
Средняя скорость поршня:
(1.43)
(
соответствует принятой при определении среднего давления механических потерь).
Эффективный крутящий момент дизеля:
(1.44)
Часовой расход топлива:
(1.45)
Литровая мощность:
(1.46)
Удельная поршневая мощность:
(1.47)
Если принять массу сухого (незаправленного) дизеля без вспомогательного оборудования по прототипу Д-144 Gсух=375 кг, то литровая масса:
(1.48)
и удельная масса:
(1.49)
