Расчет параметров рабочего процесса и выбор элементов конструкции тепловозного дизеля - Курсовая работа

В соответствии с заданием мы должны произвести выбор типа двигателя, определить его основные параметры, выбрать схему воздухоснабжения, агрегаты наддува и систему охлаждения наддувочного воздуха, рассчитать рабочий процесс двигателя и его основные технико-экономические показатели на номинальном режиме работы, силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме, построить векторные диаграммы сил, действующих на шейки коленчатого вала и подшипники, определить главные размеры поршня, шатуна, коленчатого вала, рассчитать основные элементы узла, подлежащего подробной конструктивной разработке. К моменту защиты курсовой проект должен быть оформлен в виде расчетной записки и графической части. Расчетная записка должна включать следующие разделы: Введение; Расчет индикаторной диаграммы и сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме двигателя, выполняется на ЭВМ.Мощность Ne, угловая скорость вращения коленчатого вала w, тактность t и, условия работы дизеля задаются консультантом проекта Эффективная мощность дизеля кроме угловой скорости и тактности зависит от величин среднего эффективного давления Ра, реализуемого при рассматриваемом режиме работы, рабочего объема цилиндра Vh и числа цилиндров Z. При проектировании дизелей величины, определяющие их эффективную мощность, выбираются с учетом опыта эксплуатации уже построенных двигателей, а также весовых и габаритных ограничений, выдвигаемых специфическими условиями работы проектируемого двигателя. Среднее эффективное давление и средняя скорость поршня выбираются на основании опыта конструирования, доводки и эксплуатации существующих двигателей. В зависимости от заданной мощности предварительно выбирается величина среднего эффективного давления по рисунок 1.Расход воздуха через двигатель определяется из соотношения: , кг/с (10) где Вт - расход топлива двигателем, кг/с; Мощность, потребляемая компрессором, определяется по формуле: , Вт (15) где Т1 - температура воздуха на входе в компрессор, К; Если в выбранной схеме предусмотрен охладитель, то температура после охладителя на входе в дизель определяется соотношением: , К (17) где hx - коэффициент эффективности охладителя; Выбранная величина степени сжатия не должна превышать значения: , (23) где ? - степень повышения давления при сгорании; Степень повышения давления ? и степень сжатияевыбираются так, чтобы величина ? находилась в пределах 1,3-1,8, а величина e в пределах, указанных на рис.индикаторный кривошипный шатунный дизель Показатель политропы сжатия. Показатель политропы расширения. Температура воздуха в конце наполнения. Масса рабочего тела в конце наполнения.Определение сил и моментов, действующих в кривошипно-шатунном механизме (КШМ) двигателя, необходимо для расчета деталей на прочность, определения основных размеров подшипников, оценки уравновешенности, а также для сравнения его нагруженности с аналогичными серийно-вьшускаемыми двигателями. За время совершения полного рабочего цикла силы изменяются по величине и направлению в зависимости от угла поворота кривошипа коленчатого вала. В данном проекте значения действующих сил определяются для ряда последовательных положений поршня в течение рабочего процесса при заданной угловой скорости коленчатого вала и номинальной мощности дизеля. Силы инерции поступательно-движущихся масс поршня и шатуна вдоль оси цилиндра определяются по формуле: , Н (61) где мпд-масса поступательно-движущихся частей, кг; Основные размеры коленчатого вала, поршня и шатуна определяются по условиям достаточной прочности и долговечности.

Содержание

Введение

1. Выбор типа и расчет основных параметров дизеля

2. Расчет рабочего процесса дизеля и его технико-экономических показателей

3. Расчет и построение индикаторной диаграммы

4. Расчет сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме дизеля

5. Приближенный расчет основных деталей кривошипно-шатунного механизма дизеля

6. Расчет и построение векторной диаграммы сил, действующих на шатунную вейку коленчатого вала дизеля

7. Индивидуальная работа форсунка дизеля Д49

Список использованных источников

Приложение 1. Индикаторная диаграмма

В соответствии с заданием мы должны произвести выбор типа двигателя, определить его основные параметры, выбрать схему воздухоснабжения, агрегаты наддува и систему охлаждения наддувочного воздуха, рассчитать рабочий процесс двигателя и его основные технико-экономические показатели на номинальном режиме работы, силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме, построить векторные диаграммы сил, действующих на шейки коленчатого вала и подшипники, определить главные размеры поршня, шатуна, коленчатого вала, рассчитать основные элементы узла, подлежащего подробной конструктивной разработке.

К моменту защиты курсовой проект должен быть оформлен в виде расчетной записки и графической части.

Расчетная записка должна включать следующие разделы: Введение;

1. Выбор типа и кинематической схемы двигателя схем водяной, масляной и топливной систем.

2. Расчет основных параметров дизеля.

3. Выбор агрегатов наддува и охлаждения наддувочного воздуха, схемы воздухоснабжения и ее обоснование.

4. Расчет рабочего процесса, построение индикаторной диаграммы, определение технико-экономических показателей двигателя.

5. Расчет сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме дизеля и построение графиков изменения этих сил от угла поворота коленчатого вала, векторные диаграммы сил, действующих на шейки коленчатого вала и подшипника.

6. Выбор конструкции основных узлов дизеля, применяемых материалов и обоснование принятых решений.

Расчет индикаторной диаграммы и сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме двигателя, выполняется на ЭВМ.

Двигатели внутреннего сгорания принадлежат к наиболее распространенному и многочисленному классу тепловых двигателей, т.е. таких двигателей в которых тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании топлива, преобразуется в механическую энергию непосредственно внутри двигателя. КПД лучших образцов ДВС составляет 0,43.Появление поршневых двигателей внутреннего сгорания во второй половине ХІХ века было вызвано развитием промышленности, для которой требовался более совершенный двигатель, чем паровая машина имевшая КПД не более 0,14.

1. Володин А.И. Локомотивные двигатели внутреннего сгорания. М.: Транспорт, 1990, 255 с.

2. Тепловозные дизели типа Д49. Е.А. Никитин, В.М. Ширяев, В.Г. Быков и др. М.: Транспорт, 1982, 255 с.

3. Дизели. Справочник. Изд. 3-е перераб. и доп. Под общей редакцией В.А. Ваншейдта. Л.: Машиностроение, 1977, 480 с.

4. Синенко Н.П. и др. Тепловозные дизели. М.: Транспорт, 1977,216 с.

5. Володин А.И. Моделирование на ЭВМ работы тепловозных дизелей. М.: Транспорт, 1985, 216 с.

6. Водолажченко В.В. и др. Проектирование тепловозных двигателей. М.: Транспорт, 1972, 224 с.

7. Симсон А.Э., Хомич А.З., Куриц А.А. и др. Двигатели внутреннего сгорания (Тепловозные дизели и газотурбинные установки). М.: Транспорт, 1982, 384 с.