СМД-62 Мочалов
.pdfМинистерство сельского хозяйства Российской Федерации
Ивановская Государственная Сельскохозяйственная
академия имени академика Д.К.Беляева
Кафедра: ”Тракторы и сельскохозяйственные машины”
Курсовая работа
Тема: ”Тепловой, кинематический и динамический расчет двигателя СМД-62”
Выполнил:
студент 4 курса 5 группы ф-та механизации с/х
Мочалов С.В. Проверил: Чернов Ю.И.
Иваново 2013
Содержание
1. Краткая техническая характеристика двигателя СМД-62………………….. ……4
2.
Тепловой расчет двигателя………………………………………………………………………....…..6
2.1.Параметры рабочего тела………………………………………………………………..…..……7
2.2.Параметры окружающей среды и остаточных газов…………………….………7
2.3.Процесс впуска………………………………………………………….........................................8
2.4.Процесс сжатия…………………………………………………………........................................8
2.5.Процесс сгорания………………………………………………………………………………..……….9
2.6.Процесс расширения……………………………………………………………………………..…....10
2.7.Индикаторные параметры рабочего цикла двигателя……………….…......11
2.8.Эффективные показатели двигателя…………………………………......................11
2.9.Основные размеры цилиндра и удельные параметры двигателя……..12
3.Построение индикаторной диаграммы…………………………………………………………..14
4.Кинематический расчет кривошипно-шатунного механизма…………….. …….17
5.Динамический расчет двигателя…………………………………………………………….….…
5.1.Расчет динамических масс…………………………………………………………………..…...21
5.2.Пример расчета для угла поворота коленчатого вала …….21
Литература……………………………………………………………………………………………………………25
Приложения……………………………………………………………………………………………………………..26
1.Краткая техническая характеристика двигателя СМД-62
СМД-62
Тип двигателя - дизельный с турбонаддувом, четырехтактный, V-образный.
1.Количества цилиндров: i=6.
2.Порядок работы: 1-4-2-5-3-6.
3.Диаметр цилиндров: D=130 мм
4.Ход поршня: S=115 мм
5.Рабочий объем двигателя: (Vh i)=9,15 дм3.
6.Степень сжатия: =18.
7.Номинальная мощность двигателя: Nн=121,36 кВт
8.Номинальная частота вращения: nн=2100 мин-1
9.Наибольший крутящий момент: Мк=890 Н м при nдв=1300 мин-1
10.Удельный коэффициент расхода топлива: ge=250
Исходное топливо – дизельное топливо «Л»(ГОСТ305-82) Для него:
1.Низшая удельная теплота сгорания топлива:
2.Средний элементный состав: С=0,857; Н=0,133; О=0,01
3.Молекулярная масса:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КР.11.ТиА.01.ПЗ |
|
Лист |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изм. |
|
Лист |
|
№ докум. |
|
Подп. |
|
Дата |
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Тепловой расчет двигателя
Расчет ведем для условий сгорания 1 кг топлива 2.1.Параметры рабочего тела:
Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива:
кг.
где С,Н,О - средний элементный состав топлива Это же количество воздуха в молях:
кмоль. |
|
где |
- молекулярная масса воздуха, |
Количество свежего заряда (горючей смеси):
. |
|
где |
- коэффициент избытка воздуха, |
Общее количество продуктов сгорания:
.
Химический коэффициент молекулярного изменения горючей смеси:
.
2.2.Параметры окружающей среды и остаточных газов:
Атмосферные условия принимаем следующие:
Давление наддувочного воздуха принимаем:
Температура наддувочного воздуха:
КР.11.ТиА.02.ПЗ |
|
Лист |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
||
Изм. Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
|||
|
||||||
Давление остаточных газов принимаем: Температуру остаточных газов принимаем:
2.3.Процесс впуска:
Принимаем температуру подогрева свежего заряда на нормальном скоростном режиме .
Плотность заряда на впуске:
.
где - удельная газовая постоянная для воздуха, .
В соответствии со скоростным режимом двигателя и качеством обработки внутренней поверхности впускной системы принимаем
и .
Потери давления на впуске в двигатель:
.
Давление в конце впуска:
.
Коэффициент остаточных газов:
Температура в конце впуска:
.
Коэффициент наполнения:
.
2.4.Процесс сжатия:
С учетом характерных значений показатель политропы сжатия для заданных параметров двигателя равен
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КР.11.ТиА.02.ПЗ |
|
Лист |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Изм. |
|
Лист |
|
№ докум. |
|
Подп. |
|
Дата |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
.
Тогда давление в конце сжатия:
.
Температура в конце сжатия:
.
Средняя молярная теплоемкость для свежего заряда в конце сжатия (без учета влияния остаточных газов):
.
Число молей остаточных газов:
.
Число молей газов в конце сжатия до сгорания:
.
2.5.Процесс сгорания:
Средняя молярная теплоемкость при постоянном объеме для продуктов сгорания жидкого топлива в дизеле:
Число молей газов после сгорания:
.
Расчетный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:
.
Принимаем коэффициент использования теплоты .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КР.11.ТиА.02.ПЗ |
|
Лист |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Изм. |
|
Лист |
|
№ докум. |
|
Подп. |
|
Дата |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температуру в конце сгорания определяем из уравнения сгорания для дизельного двигателя :
;
;
;
;
.
Максимальное давление в конце сгорания:
.
Степень предварительного расширения:
.
2.6.Процесс расширения:
Степень последующего расширения:
.
С учетом характерных значений показателя политропы расширения для заданных параметров двигателя принимаем n2=1,26. Тогда:
;
.
Проверим правильность ранее принятой температуры остаточных газов (Tr=800 K):
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КР.11.ТиА.02.ПЗ |
|
Лист |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Изм. |
|
Лист |
|
№ докум. |
|
Подп. |
|
Дата |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|