Скачиваний:
51
Добавлен:
18.07.2014
Размер:
291.84 Кб
Скачать

ВВЕДЕНИЕ

В данной курсовой работе выполнен тепловой расчет двигателя, в котором определены параметры состояния рабочего тела в процессах наполнения, сжатия, сгорания, расширения. По данным теплового расчета определены индикаторные, механические и эффективные показатели двигателя и рассчитаны основные размеры цилиндра. На основании теплового расчета построена индикаторная диаграмма. При использовании результатов теплового расчета двигателя выполнены кинематический и динамический расчеты двигателя, на основании которых построены следующие диаграммы: сил инерции ПДМ КШМ, движущих усилий, касательных усилий и суммарных касательных усилий. По результатам теплового, кинематического и динамического расчетов выполнен расчет на прочность основных узлов и деталей дизеля: коленчатого вала, шатуна, поршня, поршневого пальца, верхнего компрессионного кольца. По результатам выполненных расчетов проведена проверка двигателя на уравновешенность и исследование зависимости индикаторной мощности от степени сжатия. Также проведена компоновка двигателя и выполнен поперечный разрез. Все выполненные расчеты соответствуют заданию.

1 Расчет рабочего процесса

Расчет рабочего процесса выполнен в форме таблицы.

Таблица 1 – Расчет рабочего процесса

Наименование параметра

Обозн-е

Разм-ть

Формула, подставляемые значения

Результ

1

2

3

4

5

Исходные данные

1 Прототип двигателя

6 ЧН СП 4А 36/45-4

-

2 Мощность цилиндровая

Nl цил.

кВт

Задано

141,67

3 Частота вращения

n

мин-1

Задано

400

4 Число цилиндров

i

Задано

6

5 Коэф. тактности

z

Задано

0,5

6 Давление наддува

Pк

МПа

Принято

0,17

7 Назначение двигателя

8 Атмосферное давление

Ро

МПа

Принято

0,1

9 Температура атмосферного воздуха

То

К

Принято

298

10 Состав топлива

Принято: дизельное среднего состава

C

кг/кг

0,86

H

кг/кг

0,13

О

кг/кг

0,01

11 Теплота сгорания

Qн

кг/кг

Принято

42700

12 Степень сжатия

Принято

13

13 Коэф. избытка воздуха при сгорании

Принято

1,2

14 Коэф. продувки

а

Принято

1,1

15 Коэф. остаточных газов

г

Принято

0,03

16 Схема наддува

Принято: ГТН с центробежным компрессором

17 Показатель политропы сжатия в компрессоре

m

Принято

1,35

18 Давление при наполнении цилиндра

Ра

МПа

Принято: 0,95Рк

0,1615

19 Потеря давления в ХВН

Рохл.

МПа

Принято

0,003

20 Подогрев заряда в цилиндре

Та

К

Принято

10

21 Температура остаточных газов

Тг

К

Принято

800

22 Степень повышения давления при сгорании

Принято

1,6

23 Коэф. использования тепла

z

Принято

0,8

24 Коэф. полноты индикаторной диаграммы

Принято

0,97

25 Механический КПД

м

Принято

0,87

26 Давление перед турбиной

Рг

МПа

Принято: Рк/1,2

0,142

Процесс наполнения

27 Давление после нагнетания

МПа

Pк + DРохл

0,173

28 Степень повышения давления в нагнетателе

/ Ро

1,73

29 Температура после нагнетателя

К

То к

344

30 Понижение температуры в ХВН

К

Принято

50

31 Температура после ХВН

К

-

294

32 Температура воздуха в результате подогрева от стенок цилиндра

K

+

304

33 Температура в начале сжатия

К

318

34 Давление в начале сжатия

0,95

0,165

35 Коэффициент наполнения

0,92

36 Коэффициент избытка продувочного воздуха

1,06

37 Суммарный коэффициент избытка воздуха

а

2,185

Процесс сжатия

38 Средний показатель политропы сжатия

n1

n1 – 1 =

= ;

1,374

39 Давление в конце сжатия

МПа

6,06

40 Температура в конце сжатия

К

853

Процесс сгорания

41 Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания

кмоль/кг

0,495

42 Действительное количество воздуха для сгорания

L

кмоль/кг

0,59

43 Химический коэффициент молекулярного изменения

1+

1,032

44 Действительный коэффициент молекулярного изменения

1,031

45 Средняя мольная изохорная теплоемкость заряда в точке С

кДж/

(кмоль ·К)

21,4

46 Уравнение средней мольной изобарной теплоемкости продуктов сгорания в точке Z

кДж/

(кмоль ·К)

20,1

0,003

47 Термодинамическое уравнение сгорания

(mCр)г=8,31+20,6+0,003=

= Приведенное квадратное уравнение:

48 Определение максимальной температуры цикла

К

Определяем из уравнения

1769

49 Максимальное давление цикла

МПа

10,31

Процесс расширения

50 Степень предварительного расширения

1,25

51Степень последующего расширения

11,1

52 Средний показатель политропы расширения

n2 – 1=

1,296

53 Давление в конце расширения

МПа

0,5

54 Температура в конце расширения

K

858,5

Индикаторные показатели двигателя

55 Среднее индикаторное давление теоретического цикла

МПа

1,13

56 Среднее индикаторное давление действительного цикла

МПа

1,27

57 Удельный индикаторный расход топлива

0,18

58 Индикаторный КПД

0,44

Эффективные показатели двигателя

59 Среднее эффективное давление (предварительное значение)

[]

МПа

1,1

60 Удельный эффективный расход топлива

0,206

61 Эффективный КПД

0,39

Определение основных размеров цилиндра

62 Рабочий объем цилиндра (предварительное значение)

[]

43346,8

63 Отношение (предварительное значение)

[]

Принимаем по прототипу:

1,25

64 Диаметр цилиндра

[D]

см

35,3

65 Принятый диаметр цилиндра

D

см

Принимаем с учетом округления

35

66 Ход поршня

[S]

см

45,07

67 Принятый ход поршня

S

см

Принимаем с учетом округления

45

68 Отношение

(уточненное значение)

1,28

69 Средняя скорость поршня

м/с

S·n /30

6

70 Объем цилиндра (уточненное значение)

43273

71 Среднее эффективное давление (уточненное значение)

МПа

1,23

72 Эффективная мощность двигателя

Ne

кВт

850

Соседние файлы в папке Михин курсач