Выбор типа и расчет основных параметров дизеля. Рабочий процесс и технико-экономические показатели тепловозного двигателя. Определение температуры газов на входе в турбину и баланса мощностей компрессора и турбины. Масляные фильтры тонкой очистки масла.
При низкой оригинальности работы "Расчет параметров рабочего процесса и выбор элементтов конструкции тепловозного двигателя", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
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 ухе 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. Для выполненных тепловозных двигателей средние скорости поршня имеют значения: для 4-х тактных дизелей Cm=7,4 - 10,5 м/с;Целью расчета рабочего процесса дизеля является определение параметров, необходимых для реализации заданной мощности при заданной угловой скорости коленчатого вала и выбранных геометрических размерах цилиндра.Расчет количества воздуха и давления наддува. Количество воздуха, необходимого для работы, зависит от мощности, выбранных ранее (см. п.1) геометрических размеров цилиндров, качества газообмена и других, факторов. Расход воздуха через двигатель определяется из соотношения: , кг/с (8) где вт - расход топлива двигателем, кг/с; Расход топлива Вт зависит от мощности, КПД двигателя и качества топлива: , кг/с (9) где Ne - эффективная мощность дизеля, КВТ; Количество воздуха в цилиндрах G и давление наддува PS связаны соотношением: , МПА (12) где hv - коэффициент наполнения, выбирается для 4-х тактных ДВС в пределах 0,96, а для 2-х тактных - 0,85 - 0,95;Если в выбранной схеме предусмотрен охладитель, то температура после охладителя на входе в дизель определяется соотношением: , К (15) Для водовоздушных охладителей hx находится в пределах 0,75 - 0,7, для воздуховоздушных охладителей величина может быть принята в пределах hx = 0,35 - 0,5.Давление свежего заряда в конце наполнения определяется по формулам: для 4-х тактных двигателей с наддувом: Ра = (0,90 ? 0,96).PS , (21) Величины коэффициента остаточных газов и Tr принимаются в пределах: 4-х тактные дизели c наддувом gr = 0,02, Tr = 650 К;?T=15 K. Выбранная величина степени сжатия не должна превышать значения: , (26) где ? - степень повышения давления при сгорании; Степень повышения давления ? и степень сжатия e выбираются так, чтобы величина ? находилась в пределах 1,3 - 1,8, а величина e в пределах, указанных на рис. Показатель политропы сжатия n1 в современных двигателях зависит от конструкции системы охлаждения и потерь тепла в цилиндре при сжатии.При расчетах рабочего цикла весовой состав дизельного топлива по химическим элементам принимается: углерода С = 0,86, водорода Н = 0,13 и кислорода О = 0,1. Коэффициент избытка воздуха ? оказывает непосредственное влияние на качество процесса сгорания топлива, а, следовательно, и на величину индикаторного КПД двигателя. Для дизелей с наддувом при определенных значениях коэффициента избытка воздуха удельный расход топлива достигает минимального значения. Цикловая подача современных тепловозных двигателей находится в пределах 0,305 - 1,46 г/цикл. Для определения температуры газов в конце "видимого" сгорания топлива точка “z” расчетной индикаторной диаграммы используют уравнение сгорания: , (31) где XZ - коэффициент использования теплоты в точке “z”;По углу открытия выпускных органов газораспределения JB определяют объем рабочего тела VB в точке “в”: , Vв=0,00024 0,052*0,128((1-0,4361) 1,3/4(1 0,2581))=0,00671 (м3) Степень последующего расширения определяют из соотношения Для определения температуры рабочего тела в конце расширения (точка “в” расчетной индикаторной диаграммы) используют уравнения: , К, (42) где n2 - среднее значение показателя политропы расширения, и уравнение теплового баланса процесса расширения с учетом тепловыделения от догорания топлива на линии расширения: , (43) гдеСхематически можно принять, что в процессе выпуска последовательно происходят изоэнтальпийное истечение газов из цилиндров в выпускной коллектор, их перемешивание с продувочным воздухом и перенос отработавших газов к турбине с некоторой потерей теплоты в стенки коллектора. При перемешивании газов с наддувочным воздухом из уравнения баланса теплоты находится температура смеси. Уравнение баланса теплоты может быть представлено в виде: , (45) где GS; G - суммарный и теоретический расход воздуха; ТСМ, TS; ТВ - температуры смеси, воздуха в ресивере и газов в точке “в”: МСРСМ; MCPS и МСРВ - молярные теплоемкости смеси, воздуха в ресивере и газов в точке “в” (берутся из курса теплотехники). Температуру смеси рабочего тела перед турбиной определяют с учетом потерь теплоты на охлаждение: , (47)Для 4-х тактных дизелей y = 0, и коэффициент полноты диаграммы принимают JП = 0,94 ??0,96. Принимая по опытным данным значение механического КПД HM в пределах: для 4-х тактных дизелей: без на
План
СОДЕРЖАНИЕ
ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
1. ВЫБОР ТИПА И РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДИЗЕЛЯ
Длина дизеля
Ширина двигателя
Высота двигателя.
2. РАСЧЕТ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДИЗЕЛЯ И ЕГО ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
2.1. Расчет количества воздуха, необходимого для реализации заданной мощности, выбор схемы наддува и определение мощности компрессора
2.1.1. Расчет количества воздуха и давления наддува.
2.1.3. Расчет параметров рабочего тела на входе в цилиндры
2.2. Процессы наполнения и сжатия
2.3. Процесс сгорания
2.4. Процесс расширения.
2.5. Определение температуры газов, на входе в турбину и баланса мощностей компрессора и турбины
I. Симсон А.Э., Хомич А.З., Куриц А.А. и др. Двигатели внутреннего сгорания (Тепловозные дизели и газотурбинные установки). М.: Транспорт, 1982, 384 с.
2. Синенко Н.П. и др. Тепловозные дизели типа Д70. М.: Транспорт, 1977,216 с.
3. Дизели. Справочник. Изд. 3-е перераб. и доп. Под общей редакцией В.А.Ваншейдта. Л.: Машиностроение, 1977, 480 с.
4. Водолажченко В.В. и др. Проектирование тепловозных двигателей. М.: Транспорт, 1972, 224 с.
5. Тепловозные дизели типа Д49. Е.А.Никитин, В.М.Ширяев, В.Г.Быков и др. М.: Транспорт, 1982, 255 с.
6. Володин А.И. Локомотивные двигатели внутреннего сгорания. М.: Транспорт, 1990, 255 с.
7. Володин А.И. Моделирование на ЭВМ работы тепловозных дизелей. М.: Транспорт, 1985, 216 с.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
