Проведение исследования индикаторных и эффективных показателей рабочего цикла. Анализ определения диаметра цилиндра, а также ширины и высоты двигателя. Расчет внешнего теплового баланса мотора. Особенность построения расчетной индикаторной диаграммы.
Аннотация к работе
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ростовский государственный университете путей сообщения» (ФГБОУ ВО РГУПС) Кафедра «Локомотивы и локомотивное хозяйство» ПО ДИСЦИПЛИНЕ «Локомотивные энергетические установки» Курсовая работа содержит 41 листа, 8 рисунков, 3 таблиц, 3 используемых источников.Локомотив, во время движения, свершает полезную работу, но для ее совершения требуется затратить определенное количество энергии. В соответствии с первым законом термодинамики (энергия не возникает вновь, а только преобразуется из одной формы в другую) энергию надо получить извне в другой форме.Таблица 1 - Параметры проектируемого двигателяВ основу упрощенного расчета рабочего процесса двигателя положен метод профессора В.И. Для его выполнения обычно задаются: эффективная мощность двигателя , КВТ; частота вращения коленчатого вала, ; число цилиндров i; тактность двигателя t; способ наддува или продувки; состав топлива. Чтобы решить поставленную задачу, необходимо задаться значениями параметров рабочего процесса, которые выбираются на основе опытных данных существующих двигателей, принятых за образец (Таблица 2). Давление и температуру окружающей среды и при отсутствии особых указаний принимают соответственно 0,10033 МПА и 288 К. Как известно, минимальная величина степени сжатия e выбирается из условия обеспечения надежного самовоспламенения топлива, однако принимаемое нами значение e должно быть выше, так как увеличение степени сжатия снижает период задержки самовоспламенения топлива и обеспечивает надежный пуск холодного двигателя.Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива, определяется по формуле: Здесь - относительное весовое содержание в топливе водорода, серы и кислорода; - молекулярная масса воздуха. Коэффициент избытка воздуха для двигателей со струйным смесеобразованием, к которым относятся тепловозные дизели, находится в пределах a = 1,8-2,2. Давление в цилиндре двигателя в конце наполнения принимают по опытным данным. Химический, или «чистый» коэффициент мо определяется из условия отсутствия в цилиндре двигателя остаточных газов (т.е. при go = 0): Где - увеличение числа молей рабочего тела в процессе сгорания: , , Коэффициент молекулярного изменения (при g ? 0) в точке «z» определяется выражением: , Давление в конце сгорания: , где l - степень повышения давления. Температура в точке «z» определяется по уравнению процесса сгорания: где xz - коэффициент эффективного выделения тепла до точки «z».Среднее индикаторное давление вычисляется по формуле: где z - коэффициент полноты индикаторной диаграммы, z = 0,97…0,99 (4-тактные двигатели).Диаметр цилиндра определяется по формуле: где S/D = 1,0…1,3, причем нижний предел характерен для 4-тактных. , Ход поршня: , Длина дизеля: , где к =i - для рядных двигателей; к = 0,5 ? i-для V-образных;Тепловой баланс: где Qo - располагаемое тепло: , Qe - полезно используемое тепло: , Qохл - потери тепла на охлаждение. При составлении расчетного теплового баланса в данном курсовом проекте Qохл вместе с Qoct будем определять как остаточный член теплового баланса, т.е.: Потери тепла с выхлопными газами находим по формуле: где Мвых - расход выхлопных газов: где jп - коэффициент продувки. , , Температура смеси выхлопных газов и продувочного воздуха Tr находится из предположения, что при истечении газов из цилиндра в выхлопной коллектор происходит политропическое расширение с условным показателем политропы m = 1,3…1,35.При построении расчетной индикаторной диаграммы необходимо помнить, что в расчете рабочего процесса были приняты следующие допущения: - процесс наполнения начинается в ВМТ и проходит с постоянным давлением Ра; процесс сжатия начинается в НМТ (точка «а»), проходит по политропе с постоянным показателем n1 и заканчивается в ВМТ (точка «с»); процесс расширения начинается в точке «z», проходит по политропе с постоянным показателем n2 и заканчивается в НМТ (точка «в»);Для выполнения расчета сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме целесообразно воспользоваться программой Microsoft Excel, входящей в пакет программ Microsoft Office. Электронные таблицы Excel помогают упорядочить и обработать данные различных типов. Возможность использования многочисленных формул и функций облегчает пользователю выполнение следующих задач: - анализ табличных данных и построение диаграмм различных типов; Сила газов действующих на кривошипно-шатунный механизм: , МН Где угол отклонения оси шатуна от оси цилиндра (град), определяемый по формуле: Удельная радиальная сила: , МН.Важным преимуществами такого типа гильз являются: возможность сборки втулки с крышкой цилиндра в виде отдельного комплекта дизеля, при этом до установки в дизель опрессовывают комплект гильза - крышка и проверяют деформацию зеркала втулки после затяжки шпилек, соединяющих гильзу с крышкой.
План
Содержание
Введение
1. Расчет рабочего процесса двигателя
1.1 Расчет параметров рабочего процесса
1.2 Индикаторные и эффективные показатели рабочего цикла