Определение суммарной мощности главного двигателя. Выбор основных параметров дизеля. Тепловой и динамический расчет ДВС. Определение махового момента и главных размеров маховика. Расчет поршневой группы, коленчатого вала. Определение уравновешенности ДВС.
Аннотация к работе
Судовая энергетическая установка (СЭУ) предназначена для обеспечения движения судна и снабжения необходимой энергией всех судовых потребителей. От СЭУ существенно зависят экономические показатели транспортного судна, уровень его строительной стоимости и текущих эксплуатационных затрат по содержанию. Кроме того, основные качества транспортных судов - безопасность плавания, мореходность и провозоспособность - в значительной мере обеспечиваются СЭУ. Механизмы и оборудование СЭУ. предназначенные для обеспечения движения судна, составляют главную энергетическую установку (ГЭУ).Ориентировочно значение эффективной мощности (Ne) можно получить при помощи обратного адмиралтейского коэффициента: (1) где DB - водоизмещение судна, Т. В приближенных расчетах, пренебрегающих формулой корпуса и КПД передачи, этим выражением пользуются для оценки суммарной мощности главных двигателей.Исходными данными для этого служит тип и назначение судна, районы плавания, режимы работы установок, условия размещения двигателей, требования к массогабаритным показаниям установки, а также требования Регистра. Тяжелое топливо, стоимость которого по отношению к легкому дизельному топливу ниже в среднем в 2 раза, применяется в МОД и СОД. Использование среднеоборотного дизеля (СОД) вместо МОД такой же мощности обеспечивает уменьшение массы установки в 1,5...2 раза и сокращение занимаемого ею объема в 1,4... Частота вращения п дизелей, работающих через редукторную передачу, может быть выбрана повышенной, поэтому при непосредственном соединении с винтом обычно применяют МОД, а при редукторной передаче СОД и ВОД. Главным критерием быстроходности дизеля является средняя скорость поршня: Зная агрегатную и цилиндровую мощность, число оборотов, принимают диаметр цилиндра D и ход поршня S.Важнейшей характеристикой топлива служит теплота сгорания топлива - количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кг топлива.Основными параметрами, характеризующими процесс наполнения, являются: HH - коэффициент наполнения; Ре - давление в конце наполнения; Расчет процесса наполнения заключается в определении значений этих параметров. Давление в конце наполнения: Где С2 - наибольшая скорость протекания свежего заряда при открытии выпускных клапанов. Коэффициент остаточных газов для расчета четырехтактных двигателей с наддувом определяется по формуле: Где Dt - повышение температуры воздуха вследствие нагрева его в системе двигателя составляет по опытным данным для четырехтактных дизелей с наддувом 5...10 °С.Основными параметрами, определяющими процесс сжатия, являются: РА - давление начала сжатия; Так как процесс сжатия политропный, то величины, характеризующие начало и окончание его, связаны уравнениями: Показатель политропы n1=1,37.Прежде всего необходимо определить количество воздуха, теоретически необходимого для сгорания 1кг топлива: Отношение количества воздуха, поступившего в цилиндр, к количеству воздуха, теоретически необходимому, называется коэффициентом избытка воздуха при горении и обозначается a. Мольное количество смеси воздуха и остаточных газов, находящихся в цилиндре до горения: Количество молей продуктов сгорания: Действительный коэффициент молекулярного изменения: Количество СО2 0,1375 - 1 Теплоемкости смеси газов определяют по формулам: Где ri - мольная концентрация отдельных газов: и - мольные теплоемкости отдельных газов при постоянных объемах и давлениях. Уравнение сгорания для смешанного цикла имеет вид: где x - коэффициент использования тепла; Коэффициент использования тепла x учитывает потери тепла, связанные с догоранием части топлива в процессе расширения, теплообмен со стенками камеры сгорания, диссоциацию.Основными параметрами определяющими процесс расширения, являются: TZ - температура начала расширения; Давление начала расширения равно: Давление и температура конца расширения: У выполненных СОД при работе на номинальных режимах показатель политропы расширения n2 =1,2...1,3.В связи с тем, что в момент открытия выпускного клапана давление в цилиндре сравнительно высокое, приходится выпускной клапан открывать с некоторым опережением, несколько ранее прихода поршня в НМТ, чтобы избежать большого противодавления на поршень и, кроме того, чтобы ускорить и улучшить очистку цилиндра от остаточных газов.Теоретическую диаграмму строят по параметрам расчетного цикла, поэтому ее называют также расчетной или проектной. По оси абсцисс откладывают объемы (м3), а по оси ординат - давление (Мн/м2). Где А - объем в точке а, выраженный в мм. Значения VC , VS и VZ, найдем как Аналитический способ построения диаграммы: Точка а - РА=0,0925 МПА VA=29,37м3/кг ТА=327 К; Для нормальных соотношений длины высоты диаграмм следует принять величину VS/PZ (в масштабе) в пределах: Далее проводят ось давлений, атмосферную линию и линию выпуска.К параметрам, характеризующим действительный рабочий цикл двигателя, относятся давление в конце сжатия, давление в конце горения, среднее индикаторное давление, среднее эффективное давление РС эффективный расход топлива ge
План
Содержание
Введение
1. Выбор главных двигателей и основных параметров
1.1 Определение суммарной мощности главного двигателя
1.2 Выбор основных параметров дизеля
2. Тепловой расчет ДВС
2.1 Теплота сгорания топлива
2.2 Процесс наполнения
2.3 Процесс сжатия
2.4 Процесс сгорания
2.5 Процесс расширения
2.6 Процесс выпуска
2.7 Построение расчетной индикаторной диаграммы
2.8 Параметры, характеризующие рабочий цикл
3. Динамический расчет ДВС
3.1 Диаграмма движущих усилий
3.2 Диаграмма касательных усилий
3.3 Суммарная диаграмма касательных усилий
3.4 Определение махового момента и главных размеров маховика
4. Расчет прочности деталей двигателя.
4.1 Расчет поршневой группы
4.2 Расчет коленчатого вала
5. Определение уравновешенности ДВС
6. Система смазки ДВС
Литература
Введение
Судовая энергетическая установка (СЭУ) предназначена для обеспечения движения судна и снабжения необходимой энергией всех судовых потребителей. От СЭУ существенно зависят экономические показатели транспортного судна, уровень его строительной стоимости и текущих эксплуатационных затрат по содержанию. Затраты на ОЭУ в среднем составляют 20... 35 % общей строительной стоимости судна и 40...60 % затрат на содержание судна на ходу. Кроме того, основные качества транспортных судов - безопасность плавания, мореходность и провозоспособность - в значительной мере обеспечиваются СЭУ. В связи с этим проектирование СЭУ является одним из важнейших этапов создания судна.
Механизмы и оборудование СЭУ. предназначенные для обеспечения движения судна, составляют главную энергетическую установку (ГЭУ). Основными элементами ГЭУ являются главный двигатель, валопровод и движитель.
Источники электроэнергии с первичными двигателями, преобразователями и передаточными трассами составляют электроэнергетическую установку.
Технические комплексы, обеспечивающие различные судовые нужды (опреснение воды, паровое отопление, кондиционирование воздуха и т.д.), относятся к вспомогательной установке.
Функционирование главной, вспомогательной и электроэнергетической установок обеспечивается различными системами, основными из которых являются топливные, масляные, охлаждения, сжатого воздуха - газоотвода и др.
Анализ состава мирового коммерческого флота показывает, что в качестве СЭУ на транспортных судах в основном используются дизельные установки с малооборотными и среднеоборотными дизелями.