Скачиваний:
48
Добавлен:
18.07.2014
Размер:
318.46 Кб
Скачать

ВВЕДЕНИЕ

В данной курсовой работе выполнен тепловой расчет двигателя, в котором определены параметры состояния рабочего тела в процессах наполнения, сжатия, сгорания, расширения. По данным теплового расчета определены индикаторные, механические и эффективные показатели двигателя и рассчитаны основные размеры цилиндра. На основании теплового расчета построена индикаторная диаграмма. При использовании результатов теплового расчета двигателя выполнены кинематический и динамический расчеты двигателя, на основании которых построены следующие диаграммы: сил инерции ПДМ КШМ, движущих усилий, касательных усилий и суммарных касательных усилий. По результатам теплового, кинематического и динамического расчетов выполнен расчет на прочность основных узлов и деталей дизеля: коленчатого вала, шатуна, поршня, поршневого пальца, верхнего компрессионного кольца. По результатам выполненных расчетов проведена проверка двигателя на уравновешенность и исследование зависимости индикаторной мощности от степени сжатия. Также проведена компоновка двигателя и выполнен поперечный разрез. Все выполненные расчеты соответствуют заданию.

1 Расчет рабочего процесса

Расчет рабочего процесса выполнен в форме таблицы.

Таблица 1 – Расчет рабочего процесса

Наименование параметра

Обозн-е

Разм-ть

Формула, подставляемые значения

Результ

1

2

3

4

5

Исходные данные

1 Прототип двигателя

8 ЧН СП 3А 32/40-1

-

2 Мощность цилиндровая

Nl цил.

кВт

Задано

525

3 Частота вращения

n

мин-1

Задано

1000

4 Число цилиндров

i

Задано

8

5 Коэф. тактности

z

Задано

0,5

6 Давление наддува

Pк

МПа

Принято

0,26

7 Назначение двигателя

8 Атмосферное давление

Ро

МПа

Принято

0,1

9 Температура атмосферного воздуха

То

К

Принято

298

10 Состав топлива

Принято: дизельное среднего состава

C

кг/кг

0,86

H

кг/кг

0,13

О

кг/кг

0,01

11 Теплота сгорания

Qн

кг/кг

Принято

42700

12 Степень сжатия

Принято

15

13 Коэф. избытка воздуха при сгорании

Принято

1,2

14 Коэф. продувки

а

Принято

1,15

15 Коэф. остаточных газов

г

Принято

0,03

16 Схема наддува

Принято: ГТН с центробежным компрессором

17 Показатель политропы сжатия в компрессоре

m

Принято

1,4

18 Давление при наполнении цилиндра

Ра

МПа

Принято: 0,95*Pк

0,247

19 Потеря давления в ХВН

Рохл.

МПа

Принято

0,003

20 Подогрев заряда в цилиндре

Та

К

Принято

10

21 Температура остаточных газов

Тг

К

Принято

700

22 Степень повышения давления при сгорании

Принято

1,5

23 Коэф. использования тепла

z

Принято

0,8

24 Коэф. полноты индикаторной диаграммы

Принято

0,97

25 Механический КПД

м

Принято

0,92

26 Давление перед турбиной

Рг

МПа

Принято: Рк/1,2

0,217

Процесс наполнения

27 Давление после нагнетания

МПа

Pк + DРохл

0,263

28 Степень повышения давления в нагнетателе

/ Ро

2,63

29 Температура после нагнетателя

К

То к

365

30 Понижение температуры в ХВН

К

Принято

50

31 Температура после ХВН

К

-

315

32 Температура воздуха в результате подогрева от стенок цилиндра

K

+

325

33 Температура в начале сжатия

К

339

34 Давление в начале сжатия

0,95*Pк

0,247

35 Коэффициент наполнения

0,86

36 Коэффициент избытка продувочного воздуха

0,9

37 Суммарный коэффициент избытка воздуха

а

1,26

Процесс сжатия

38 Средний показатель политропы сжатия

n1

n1 – 1 =

= ;

1,37

39 Давление в конце сжатия

МПа

5,93

40 Температура в конце сжатия

К

838

Процесс сгорания

41 Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания

кмоль/кг

0,49

42 Действительное количество воздуха для сгорания

L

кмоль/кг

0,59

43 Химический коэффициент молекулярного изменения

1+

1,032

44 Действительный коэффициент молекулярного изменения

1,031

45 Средняя мольная изохорная теплоемкость заряда в точке С

кДж/

(кмоль ·К)

20,8

46 Уравнение средней мольной изобарной теплоемкости продуктов сгорания в точке Z

кДж/

(кмоль ·К)

20,58

0,003

47 Термодинамическое уравнение сгорания

(mCр)г=8,31+20,19+0,003=

= Приведенное квадратное уравнение:

48 Определение максимальной температуры цикла

К

Определяем из уравнения

1801

49 Максимальное давление цикла

МПа

8,87

Процесс расширения

50 Степень предварительного расширения

1,422

51Степень последующего расширения

9,28

52 Средний показатель политропы расширения

n2 – 1=

1,31

53 Давление в конце расширения

МПа

0,64

54 Температура в конце расширения

K

1233

Индикаторные показатели двигателя

55 Среднее индикаторное давление теоретического цикла

МПа

2,156

56 Среднее индикаторное давление действительного цикла

МПа

2,134

57 Удельный индикаторный расход топлива

0,178

58 Индикаторный КПД

0,474

Эффективные показатели двигателя

59 Среднее эффективное давление (предварительное значение)

[]

МПа

1,964

60 Удельный эффективный расход топлива

0,193

61 Эффективный КПД

0,436

Определение основных размеров цилиндра

62 Рабочий объем цилиндра (предварительное значение)

[]

32079

63 Отношение (предварительное значение)

[]

Принимаем по прототипу:

1,25

64 Диаметр цилиндра

[D]

см

31,97

65 Принятый диаметр цилиндра

D

см

Принимаем с учетом округления

32

66 Ход поршня

[S]

см

39,9

67 Принятый ход поршня

S

см

Принимаем с учетом округления

40

68 Отношение

(уточненное значение)

1,25

69 Средняя скорость поршня

м/с

S·n /30

13,3

70 Объем цилиндра (уточненное значение)

32154

71 Среднее эффективное давление (уточненное значение)

МПа

1,959

72 Эффективная мощность двигателя

Ne

кВт

4200

Литература:

  1. Расчет рабочего процесса судового дизеля: Методические указания по курсовому проектированию судовых ДВС / В.Л. Химич, В.А. Звонцов и др.: Н.Новгород, НГТУ, 1991, 30с.

  2. Построение диаграмм: Методические указания по курсовому проектированию судовых ДВС: Горький, ГПИ, 1983.

Соседние файлы в папке КиР СДВС