Расчет требуемой эффективной мощности и давления наддува дизеля. Определение параметров рабочего процесса дизеля и построение индикаторной диаграммы. Вычисление мощности агрегатов наддува. Силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме дизеля.
Аннотация к работе
Министерство образования Республики Беларусьдизель наддув кривошипный шатунный Для расчета двигателя по заданным значениям, необходимо знать все параметры двигателя-образца, которые берутся из литературы [2],[3]: DЦ = 0,26 м, S = 0,26 м - диаметр цилиндра и ход поршня; n = 1000 об/мин - частота вращения коленчатого вала; hm = 0,825 - механический к.п.д. двигателя; l = 0,308-отношение радиуса кривошипа к длине шатуна;Создание надежного и экономичного дизеля представляет собой сложную проблему в конструкторско-технологическом и производственном аспектах, особенно в связи с ростом мощности двигателя на единицу объема и веса при одновременном повышении надежности, ресурса, экономичности и снижении трудоемкости его изготовления и обслуживания. Создание же однотипных двигателей с достаточно широким мощностным диапазоном выдвигает необходимость высокой унификации моделей семейства этих двигателей. Дизели этого ряда предназначены для применения на магистральных и маневровых тепловозах, передвижных электростанциях, на стационарных буровых и судовых установках. Мощностной ряд дизелей типа Д49 позволяет заменить весьма многочисленные устаревшие модели однотипными дизелями с высокой степенью унификации и лучшими экономическими показателями.По заданным значениям расчетной силы тяги и скорости тепловоза на расчетном подъеме определяется величина касательной мощности тепловоза, КВТ: (1) ГДЕFКР-Расчетная сила тяги тепловоза, принимаем 230 КН; Подставляя численные значения, получаем: Требуемая эффективная мощность дизеля определяется по формуле hвсп-коэффициент, учитывающий затраты мощности на вспомогательные нужды тепловоза, принимаем 0,9. Требуемое давление наддувочного воздуха определяется по параметрам дизеля-образца из пропорцииДля четырехтактных дизелей наиболее рациональной является одна ступень сжатия воздуха в центробежном компрессоре, приводимом от газовой турбины. Так как полученное давление находится в допустимом диапазоне, то принимаем одноступенчатую схему наддува с охлаждением надувочного воздуха. Степень повышения давления в компрессоре определяется по формуле Температура воздуха Т1 на выходе из компрессора определяется из выраженияПодставляя численные значения, получаем Объем камеры сжатия Vc определяем из выражения Подставляя численные значения, получаем Тогда подставляя численные значения, получаемДавление и температура в конце сжатия определяются из выражений Тогда подставляя численные значения, получаем рс = 0,17?12,51,38 = 5,54 МПА, Тс = 365,024?12,51,38-1 = 953,119 К. Тогда подставляя численные значения, получаем Подставляя численные значения, получаем Подставляя численные значения, получаемДавление pb и температура Tb в конце расширения определяются по следующим формулам: (26)Расчетное среднее индикаторное давление вычисляется по формуле Подставляя численные значения, получаем pip = 1,098МПА. Среднее индикаторное давление действительного цикла pi меньше расчетного pip вследствие наличия скруглений в индикаторной диаграмме.Подставляя численные значения в эти выражения, получаем Расчетное значение эффективной мощности не совпадает с заданным значением (разность 24,05 %). Теперь расчетное значение эффективной мощности почти совпадает с заданным значением (разность составляет 5 %). Вследствие увеличения давления наддува Ps не изменится схема воздухоснабжения дизеля.Мощность, потребляемая компрессором, определяется по формуле Тогда подставляя численные значения, получаем Температура смеси выпускных газов определим из выражения, (40) где MCPS, MCPB - средние молярные теплоемкости воздуха в ресивере и газов в в точке "b"; Значения MCPS, MCPB определяются по формулам (22) и (23) для ts и tb: MCPMS = 20,93 2,093?10-3?79,213 =21,096 КДЖ/(кмоль?К); Температура рабочего тела перед турбиной с учетом теплоты на охлаждение определяется как Тт = Тсм - hг(Тсм - Tw’), где hг - коэффициент, учитывающий теплоотвод в выпускной системе, hг = 0,1 [1]; Tw’ - температура теплоносителя, охлаждаемого выпускного коллектора, 350 К [1].Индикаторную диаграмму строим в координатах P-V. По значениям ранее вычисленных объемов и давлений на координатную плоскость наносится положение характерных точек индикаторной диаграммы. Значения координат промежуточных точек процессов сжатия а-с и расширения z-b определяются по уравнениям политроп сжатия и расширения при заданных значениях текущего объема V. Задавая значения текущего объема V, определяем давление р. Значение объема V при заданном угле поворота коленчатого вала находится по зависимостиДетали кривошипно-шатунного механизма (КШМ) подвергаются действию сил давления газов внутри цилиндра, сил инерции поступательно и вращательно движущихся частей, сил трения и сил сопротивлений от потребителя энергии. Силы, действующие на детали КШМ, являются функциями угла поворота кривошипа коленвала и режима работы двигателя.
План
Содержание
Исходные данные
Введение
1. Расчет требуемой эффективной мощности и давления наддува дизеля
1.1 Определение значения давления наддува
1.2 Выбор схемы воздухоснабжения дизеля
2. Определение параметров рабочего процесса дизеля и построение индикаторной диаграммы
2.1 Расчет процесса наполнения цилиндра
2.2 Расчет процессов сжатия и горения
2.3 Расчет процесса расширения
2.4 Расчет расчетного среднего индикаторного давления
2.5 Расчет эффективных показателей работы двигателя
2.6 Определение мощности агрегатов наддува
2.7 Построение индикаторной диаграммы
3. Определение сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме дизеля