Проектирование турбокомпрессора - Курсовая работа

Для проектируемого автомобильного двигателя с учетом настройки системы наддува и сохранения частоты вращения nm = 3000 мин-1 ПРИНИМАЕМКН=Ке=1,14и вычисляем: крутящий момент на номинальном режиме Для четырехтактных двигателей принимаются меньшие значения. Принимаем для режима максимального крутящего момента хт= 0,113, а для номинального хт= 0,13: м) МПА; В дальнейшем вычисление параметров для режима максимального крутящего момента будет выделяться меткой «м)», а для номинального режима (максимальной мощности) - «н)». Параметры воздуха на выходе из компрессора (из улитки) в первом приближении принимаем с учетом потерь во впускной системе комбинированного двигателя.Исходные данные для расчета центробежного компрессора Показатели Режимы работы по скоростной характеристикеОриентировочное значение окружной скорости на наружном диаметре рабочего колеса определяется по эмпирической формуле Осевая скорость воздуха перед колесом где относительная скорость на серийных ТКР находится в пределах 0,2...0,4. Тогда диапазоны изменения скорости следующие: Площадь сечения на входе в колесо, удовлетворяющая скоростям , должна находиться в пределах: Площадь сечения , обеспечивающая работу компрессора на обоих режимах работы двигателя, должна находиться в диапазоне м2. Наружный диаметр колеса на входе с учетом втулки определяется из уравнения Откуда где - диаметр втулки; - относительный диаметр втулки для получения приемлемой формы лопаточной решетки в корневом сечении; рекомендуется принимать .Скорость потока воздуха в сечении А - А , гдеСредний диаметр колеса на входе (окружности, делящей площадь сечения пополам) мм; Выбираем число лопаток колеса. С целью уменьшения загромождения потока на входе и улучшения работы компрессора на нерасчетных режимах принимают двухъярусную решетку. Радиальная составляющая скорости на выходе из колеса с учетом стеснения м) м/с. Окружная составляющая скорости на выходе из колеса м) м/с;При следующем за безлопаточным диффузором лопаточном диффузоре , то принимаем ,0. Направление абсолютной скорости на входе в безлопаточный диффузор м) ; ; При последующем лопаточном диффузоре следует иметь . Направление скорости на выходе из безлопаточного диффузора. Скорость после безлопаточного диффузораПринимаем м) c4 = 90 м/с; н) c4 = 100 м/с. Показатель процесса повышения давления воздуха в лопаточном диффузоре Политропный к.п.д. лопаточного диффузора на выполненных компрессорах изменяется в пределах . Принимаем . Радиальная составляющая скорости на выходе из лопаточного диффузора м) м/с;Для рядного двигателя принимаем однозаходную улитку круглого сечения. Радиус поперечного сечения улитки для произвольно заданных углов ? подсчитываются по формуле. При однозаходной улитке угол ? изменяется от 0 до 360о. Тогда при м, радиус поперечного сечения на выходе из диффузора однозаходной улитки может быть установлен в диапазоне м. , где ny - число заходов улитки; ?k = ?5 - плотность воздуха на выходе из компрессора, обычно принимают равным ?4. м) м/с; ;Конечное давление наддува pk отличается от определенного в п. Удовлетворяет условию: . На расчетных режимах принимаем: м) ?к ад = 0,73; н) ?к ад = 0,72.Исходные данные для ее расчета принимаются по результатам расчетов цикла двигателя с турбонаддувом и компрессора. По данным технических характеристик турбокомпрессоров с радиально-осевыми турбинами значения максимальных КПД турбин находятся в пределах hk=0.68…0,74. Предварительно принимаем максимальное значение КПД турбины м) ht=0.69; н) ht=0.68. Температура газов перед турбиной Тт принимается по результам расчета цикла двигателя. Необходимая, средняя за цикл, удельная адиабатная работа газа в турбине определяется из баланса средних мощностей турбины и компрессора или ;Средняя скорость газа на входе в сопловой аппарат (улитку) обычно составляет м/с. Осевая скорость на выходе из рабочего колеса определяется по формуле Радиальная составляющая абсолютной скорости на выходе с лопаток соплового аппарата. Для исключения обратных токов и снижения гидравлических потерь радиальная скорость на входе в рабочее колесо с3r должна быть несколько меньше осевой скорости на выходе из рабочего колеса с4а. Радиальная составляющая абсолютной скорости на выходе с лопаток соплового аппаратаУгол входа потока на рабочее колесо с радиальными лопатками Относительная скорость потока газа на входе в рабочее колесо Адиабатная работа расширения газа в рабочем колесе Относительная средняя скорость газа на выходе из рабочего колеса Окружная составляющая абсолютной скорости на выходе из рабочего колесаПроведем моделирование проектируемого бензинового двигателя, номинальная мощность которого Neн= 91,2 КВТ при = 5400 мин-1, а крутящий момент на этом режиме =161,3 Н•м. На частоте вращения 3000 мин-1 данный двигатель развивает максимальный крутящий момент = 183,9 Н•м. Разделив промежуток между nxxmin до Neн на 18 интервалов (через 250 мин-1), определим численные значения ?n по формуле (табл.1). В соответствии с теорией подобия примем, что для проектируемого бе

Содержание

1. Задание для проектирования турбокомпрессора

2. Определение параметров совместной работы поршневого двигателя и турбокомпрессора

2.1 Метод приближенного расчета и 3. Расчет компрессора

3.1 Предварительное определение основных параметров компрессора

3.2 Входной патрубок

3.3 Рабочее колесо компрессора

3.4 Безлопаточный диффузор

3.5.Лопаточный диффузор

3.6 Улитка

3.7 Окончательные значения основных параметров ступени

4. Расчет радиально-осевой турбины

4.2.Основные энергетические и геометрические параметры турбины

4.3.Сопловой аппарат

4.4 Рабочее колесо

5. Моделирование внешней скоростной характеристики

6. Описание конструкции турбокомпрессора

7. Регулирование давления наддува

Список использованной литературы

Приложения

1. Задание для проектирования турбокомпрессора

№ Наименование параметра Значение

1 Номинальная мощность Ne, КВТ при частоте вращения n, мин-1 60 5400

2 Максимальный крутящий момент Ме max, Н м при частоте вращения nm, мин-1 121 3000

3 Минимальный удельный расход топлива ge min, г/(КВТ ч) 242

4 Прототип двигателя ВАЗ - 2115 - число цилиндров, i - диаметр цилиндра D, мм - ход поршня S, мм - тактностьтд - степень сжатияе 4 82 71 4 9,8

5 Степень повышения крутящего момента наддувом lн 1,52

6 Вариант конструкции турбокомпрессора 7 проект мощность двигатель турбокомпрессор турбина

2. Определение параметров совместной работы поршневого двигателя и турбокомпрессора

2.1 Метод приближенного расчета и Давление окружающей среды р0= 0,10 МПА, температура Т0 = 298К (ГОСТ 14846-80 и ГОСТ 18509-88).

Приспособляемость двигателя без наддува: - крутящий момент на режиме номинальной мощности

- коэффициент приспособляемости

Приспособляемость двигателя с турбонаддувом: - максимальный крутящий момент

- мощность на режиме максимального крутящего момента

1. Гаврилов А.А., Игнатов М.С., Эфрос В.В. Проектирование турбокомпрессоров для наддува поршневых двигателей внутреннего сгорания: Учебное пособие / Владим. гос. ун - т. -Владимир, 2006. - 88с.

2. Н. Гоц, В.В. Эфрос; Порядок проектирования автомобильных и тракторных двигателей: учеб.пособие; Владим. гос. ун-т. - Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та, 2007. - 148с.

3.