пример выполнения курсового проекта / Михин курсач / Михин курсач / 1-ая часть под семашко поддел
.doc
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 |