- •Оглавление
- •Введение
- •Основные параметры двигателя
- •Параметры рабочего процесса
- •Эксплуатационные параметры двигателя
- •Техническая характеристика двигателя
- •Расчет рабочего процесса по Гриневецкому – Мазингу и построение индикаторной диаграммы в p-V и p-y координатах
- •Индикаторная диаграмма.
- •Силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме
- •Действие тангенциальных и радиальных сил.
- •Суммарные тангенциальные усилия
- •Описание конструкции двигателя
- •Расчет на прочность деталей и узлов двигателя
- •Расчет анкерных связей
- •Выбор размеров и расчет на прочность коленчатого вала
- •Выбор размеров и расчет на прочность втулки цилиндра
- •Расчет крышки цилиндра
- •Разработка систем двигателя
- •Топливная система
- •Система газотурбинного наддува.
- •Расчет системы газотурбинного наддува.
- •Расчет системы водяного охлаждения.
- •Описание работы системы охлаждения.
- •Меры для уменьшения коррозионного износа втулок цилиндров.
- •Техническая эксплуатация и диагностика двигателя. Двигатель как объект диагностирования.
- •Неисправности и диагностирование систем двигателя. Неисправности топливной системы.
- •Неисправности системы газораспределения.
- •Неисправности системы охлаждения.
- •Разработка систем диагностирования двигателя. Система подачи топлива.
- •Система наддува.
- •Система охлаждения.
- •Техническое обслуживание №1.
- •Техническое обслуживание №2.
- •Техническое обслуживание №3.
- •Техническое обслуживание №4.
- •Средний ремонт.
- •Причины и характер износов деталей и узлов двигателя.
- •Причины и характер износов и поломок деталей механизма газораспределения.
- •Износ и повреждение цилиндровой втулки.
- •Расчет экономического эффекта по технико-экономическим показателям.
- •Заключение.
- •Список использованных источников.
Параметры рабочего процесса
Среднее давление механических потерь pmm, МПа:
:
;
;.
Среднее индикаторное давление pmi, МПа
:
;;.
Механический КПД:
:
;;.
механический КПД соответствует дизелям с наддувом.
Выбираем способ смесеобразования и соответствующий ему тип камеры сгорания (КС), принимая во внимание мощность дизеля, его частоту вращения, размеры цилиндра и уровень форсировки по среднему эффективному давлению.
Камера сгорания не разделенного типа.
С учётом типа КС и уровня форсировки по pmeвыбираем степень сжатияс, коэффициент избытка воздуха при сгорании1и степень повышения давления при сгорании1:
с1=12; с2=13,2; с3=14,4;
1=1,92; 2=1,84; 3=2;
1=1,65; 2=1,55; 3=1,45.
Относительное индикаторное КПД: io=0,325; а=0,32
Подсчитываем коэффициенты влияния на io:
:
;;
:
;;;
:
;;.
Определяем индикаторный КПД в первом приближении:
:
;;.
2.10 Определяем цикловую подачу топлива bц, кг/цикл:
:
;;.
где: Qн=42700 кДж/кг– низшая теплота сгорания топлива среднего состава.
Выбираем коэффициент наполнения рабочего цилиндра Фси температуру наддувочного воздуха после охладителяТint, К:
Фс1=0,96; Фс2=0,97; Фс3=0,98;
Тint1=320 К;Тint2=317 К; Тint1=313 К.
Определяем требуемое давление наддувочного воздуха после охладителя pint:
:
;;.
где: 1=1L0- воздушно-топливное отношение при сгорании, кг.возд/кг.топл.
.
L0=14,33 кг.возд/кг.топл.– теоретически необходимое кол-во воздуха
R=0,2875 кДж/(кг К)– газовая постоянная для воздуха
Проверяем правильность определения pint:
:
;;.
Находим максимальное давление сгорания pmax, МПа, по формуле:
:
;;.
Сравниваем с аналогами:
:
;
;.
Изменение с ине требуется,I остаётся прежним.
bциpintтакже остаётся без изменений.
Находим давление наддувочного воздуха после турбокомпрессора pв, МПа
:
;;.
где: pонв=0,004 МПа– сопротивление охладителя наддувочного воздуха.
Определяем температуру наддувочного воздуха после турбокомпрессора Тв, К:
:
;;.
где: Та=300 К– температура окружающего воздуха;
Ра=0,1 МПа– барометрическое давление;
m=1,8- показатель политропы сжатия воздуха.
Требуемое понижение температуры наддувочного воздуха в охладителе, К:
:
;;.
Проверяем возможность выбранной температуры Тint:
:
;;.
Удельный эффективный расход топлива, кг/(кВт·ч):
:
;;.
Эксплуатационные параметры двигателя
Задаёмся величиной коэффициента продувки пр=1,15и определяем полное воздушно-топливное отношение:
:
;;.
Определяем массовый расход воздуха через дизель Gair, кг/с:
:
;;.
Масса проектируемого двигателя, кг:
:
;;.
Удельная масса двигателя, кг/кВт:
;;.
Ресурс двигателя до переборки Rпи капитального ремонтаRк, ч:
:
;;.
:
;;.
:
;;.
:
;;.
:
;;.
:
;;.
;;;
;;.
Общий уровень шума, дБ:
:
;;.
Уровень вибрации, дБ:
:
;;.
Техническая характеристика двигателя
Таблица 3
Обозначение по ГОСТ |
|
Вариант №2 |
Вариант №3 |
Дизель прототип |
Тип дизеля |
4 ЧРН32/48 |
6 ЧРН32/48 |
4 ЧРН36/45 |
6 ЧРН36/45 |
Номинальная мощность, кВт |
660 |
660 |
660 |
736 |
Частота вращения коленчатого вала, мин-1 |
390 |
380 |
370 |
350 |
Диаметр цилиндра, м |
0,32 |
0,35 |
0,36 |
0,36 |
Ход поршня, м |
0,475 |
0,455 |
0,455 |
0,45 |
Число и расположение цилиндров |
6 |
6 |
6 |
6 |
Рабочий объём цилиндра, м3 |
38,18 |
44,75 |
46,29 |
45,78 |
Удельная цилиндровая мощность, кВт/дм3 |
2,88 |
2,51 |
2,38 |
2,68 |
Среднее эффективное давление, МПа |
0,886 |
0,794 |
0,771 |
0,917 |
Средняя скорость поршня, м/с |
6,18 |
5,76 |
5,61 |
5,25 |
Параметр форсировки, МПа·м/с |
5,47 |
4,58 |
4,32 |
4,81 |
Максимальное давление цикла, МПа |
6,905 |
6,246 |
6,522 |
7,35 |
Степень сжатия геометрическая |
12,0 |
13,2 |
14,4 |
11,5 |
Степень повышения давления при сгорании |
1,65 |
1,55 |
1,45 |
|
Коэффициент избытка воздуха при сгорании |
1,92 |
1,84 |
2 |
1,92 |
Тип камеры сгорания |
Не разделённая |
Не разделённая |
Не разделённая |
Не разделенная |
Давление наддувочного воздуха, МПа |
0,139 |
0,118 |
0,116 |
0,145 |
Тип турбокомпрессора |
ТК-30 |
ТК-30 |
ТК-30 |
ТК-30 |
Температура наддувочного воздуха, К |
350 |
339 |
336,5 |
320 |
Индикаторный КПД |
0,458 |
0,478 |
0,470 |
|
Механический КПД |
0,902 |
0,866 |
0,887 |
0,847 |
Удельный эффективный расход топлива, г/кВт·ч |
0,204 |
0,204 |
0,202 |
|
|
воздух |
воздух |
воздух |
Воздух |
Тип системы смазывания |
сухой картер |
сухой картер |
сухой картер |
Сухой картер |
Тип системы охлаждения |
двухконтурная |
двухконтурная |
двухконтурная |
двухконтурная |