Характеристика тепловых и динамических расчётов для режима номинальной мощности. Определение основных параметров дизельного двигателя. Анализ главных размеров цилиндра и показателей поршневого мотора. Построение графика суммарного крутящего момента.
Аннотация к работе
Тепловой расчет двигателя служит для определения параметров рабочего тела в цилиндре двигателя, а также оценочных показателей рабочего процесса, для оценки мощностных и экономических показателей, позволяющих оценить мощность и расход топлива. В основе методики расчета лежит метод В.И.частота вращения коленчатого вала n=1800 об/мин В результате данного процесса цилиндр двигателя наполняется свежим зарядом. Давление и температура окружающей среды принимаются: =0,1 МПА, =293 К для тракторных двигателей. Давление остаточных газов поля двигателя =(1,05…1,25) ; исходя из этого принимаем =0,115 МПА.Величина потери давления на впуске ? колеблется в пределах: для дизельных двигателей ? =(0,04-0,18) ,тогда ? =0,09* ? =0,09*0,1=0,009 Мпа, =0,1-0,009=0,091 МПА Величина коэффициента остаточных газов изменяется в пределах: для дизельных двигателей =0,02…0,06.В этих формулах - показатель политропы сжатия, который для автотракторных двигателей находится в пределах =1,34…1,42. Для автотракторных двигателей давление и температура в конце сжатия изменяется в пределах (таблица 1): Таблица 1 - Тип двигателя ,МпаВеличина ? для дизельных двигателей изменяется в пределах ?=1,01…1,106. Низшую температуру сгорания дизельных топлив принимаем: Hu=42500КДЖ/кг Средняя мольная теплоемкость свежего заряда определяется по формуле m =20,16 1,74* , (2.19) Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания для дизельных двигателей определяется по формуле: m =(20,10 0,92/?) (1,55 1,38/?)• • , (2.20) Величину степени повышения давления для дизелей выбирают в следующих пределах: для вихрекамерных и предкамерных дизелей, а так же для дизелей с неразделенными камерами сгорания и пленочным смесеобразованием ?=1,2…1,8.Степень предварительного расширения для дизельных двигателей ?= =1,54, (2.32) Выбираем =1,15 Температура в конце расширения: ; (2.35)Параметрами процесса выпуска (Pr и Tr) задаются в начале расчета процесса впуска.Среднее индикаторное давление теоретического цикла для дизельных двигателей подсчитывается по формуле: [, (2.41) ;, (2.42) где - коэффициент полноты диаграммы, который принимается для дизельных двигателей =0,92…0,95.Для действующих дизельных двигателей эффективные показатели могут иметь следующие величиныПо эффективной мощности, частоте вращения коленчатого вала и среднему эффективному давлению определяем литраж двигателя Рабочий объем одного цилиндра: ; (2.59) где i-число цилиндров двигателя. Полученные практические значения D и S исходя из практических соображений округляем к числу на 0 или 5. По окончательно принятым значениям D=0,105 м и S=0,120 м определяем основные показатели и литраж двигателя: дизельный двигатель поршневой мотор Литраж двигателя: ; (2.65)Проведя тепловой расчет, определив параметры рабочего тела в цилиндре двигателя, давления в камере сгорания и температуру рабочего тела, а также произвели оценочные показатели процесса, позволяющие определить размеры двигателя и оценить его мощностные и экономические показатели.Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма выполняется с целью определения суммарных сил и моментов, возникающих от давления газов и от сил инерции. Результаты динамического расчета используются при расчете деталей двигателя на прочность и износ. В течение каждого рабочего цикла силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме, непрерывно изменяются по величине и направлению. Поэтому для определения характера изменения сил по углу поворота коленчатого вала их величины определяют для ряда различных положений вала, обычно через каждые 10…30 град. Определить силу давления газов на днище поршня для положений коленчатого вала, отстоящих друг от друга на 10…30° ПКВ: для четырехтактных двигателей в пределах (0…720)° ПКВ;Построение индикаторной диаграммы двигателя внутреннего сгорания производится на основании теплового расчета. В начале построения на оси абсцисс откладывают отрезок АВ, соответствующий рабочему объему цилиндра, а по величине равный ходу поршня в масштабе , который в зависимости от величины хода поршня проектируемого двигателя может быть принят 1:1, 1,5:1 или 2:1. Отрезок ОА, соответствующий объему камеры сгорания, определяется из соотношения: = , (3.10)Из начала координат проводят луч ОК под произвольным углом к оси абсцисс (рекомендуется приинмать = 15…20° ). Далее из начала координат проводят лучи ОД и ОЕ под определенными углами и к оси ординат. Из точки С проводят горизонталь до пересечения с осью ординат; из точки пересечения - линию под углом 45° к вертикали до пересечения с лучом ОД , а из этой точки - вторую горизонтальную линию, параллельную оси абсцисс. Затем из точки С проводят вертикальную линию до пересечения с лучом ОК. Из этой точки пересечения под углом 45?°к вертикали проводим линию до пересечения с осью абсцисс, а из этой точки ??вторую вертикальную линию, параллельную оси ординат, до пересечения со второй горизонтальной линией.Развертку индикаторной диаграммы в координаты p-? рекомендуется выполнять справа от индикаторной диаграммы.
План
Содержание
Введение
1. Исходные данные для расчета поршневого двигателя внутреннего сгорания
2. Тепловой расчет и определение основных параметров дизельного двигателя
2.1 Определение параметров конца впуска
2.2 Определение параметров конца сжатия
2.3 Определение параметров конца сгорания
2.4 Определение параметров конца расширения
2.5 Определение параметров выпуска
2.6 Индикаторные показатели
2.7 Эффективные показатели
2.8 Основные размеры цилиндра и показатели поршневого двигателя
2.9 Анализ полученных результатов
3. Динамический расчет
3.1 Построение индикаторных диаграмм
3.2 Индикаторная диаграмма четырехтактного дизельного двигателя
3.3 Перестроение индикаторной диаграммы
3.4 Построение графика сил Pj и Р?
3.5 Построение графика сил Т и К
3.6 Построение полярной диаграммы нагрузок на шатунную шейку
3.7 Построение графика суммарного крутящего момента