нижегородский государственный технический университет
Кафедра Энергетических установок и тепловых двигателей
Утверждаю
Зав. Кафедрой Химич В.Л.
Задание на курсовое проектирование
Студент: Баринов Дмитрий Вячеславович______________________
Тема курсового проекта: проектирование и расчет поршневого двигателя внутреннего сгорания
Исходные данные к проекту: прототип 6 ЧН СП 2А 22/28 - 3
_________________________________________Ne=900 кВт
__________________________________________n=750мин 1
________________________________________ge=190 г(кВт*ч)
Содержание графического материала: чертежи
1. Диаграммы: сил инерции ПДМ КШМ, движущихся суммарных касательных усилий 2._________________________________________________________________
3. ______________________________________________________________
Содержание пояснительной записки:
1. Динамика ДВС____________________
2. Построение диаграмм
Основная рекомендуемая литература: _______________________________
Методические указания по курсовому проектированию судовых двигателей внутреннего сгорания________________________________________________
Руководитель: Токарев Вячеслав Иванович____________
Студент: Баринов Дмитрий Вячеславович __________
Введение
Динамический расчет дизельного двигателя 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 данном курсовом проекте 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.
Построение диаграмм
По результатам расчета рабочего цикла строятся диаграммы: индикаторная,сил инерции, поступательно-движущихся масс (ПДМ), кривошипно-шатунного механизма (КШМ),движущихся усилий, касательных усилий.
Теоретическая индикаторная диаграмма - это по существу соединение протекания цикла сначала свежего заряда, а затем продуктов сгорания топлива. Построение индикаторной диаграммы ведется в прямоугольной системе координат P-V, при этом по оси ординат откладываются давления газов в МПа, а по оси абсцисс - объём в м3. В расчёте рабочего процесса ДВС были определены следующие величины, необходимые для построения индикаторной диаграммы:
=0,19МПа
– давление впуска (конца наполнения и
начала сжатия);
=
7,78 МПа
– давления конца сжатия;
=
11,7МПа
– давления сгорания топлива;
= 0,574 МПа
– давления конца расширения (начала
впуска);
=
0,167 МПа
– давления впуска;
=
18040 см3
– рабочий объём цилиндра;
ε =15 – степень сжатия;
ρ = 1,45 – степень предварительного расширения;
δ = 10,3 – степень последующего расширения;
n1 = 1,371 – средний показатель политропы сжатия;
n2 = 1,291 – средний показатель политропы расширения;
Р0 = 0,1 МПа – атмосферное давление.
Определяем значение объемов:
Камеры сгорания Vc=Vs/(ɛ-1)=1290 см3
Предварительного расширения Vz= ρ·Vc=1871 см3
Полного объема цилиндров Va=Vs+Vc=19330 см3
С учётом выбранного масштаба давлений и объёмов по определённым значениям давлений: Pa, Pz, Pz, PB, Pr и объёмов Va =Vв, Vc =Vz' и Vz наносятся на диаграмму точки а, с, z', z., b, d. Построение политроп сжатия и расширения рекомендуется производить аналитическим методом, согласно которому любая точка на линии сжатия и расширения определяются из
Рх = Pa*(Va/Vx)nl Px = Pz/(Vx/Vz)n2 .
Определение точек политроп сжатия и расширения приведены в таблицах 1 и 2 соответственно.
Таблица 2.1.1 – Расчёт кривой сжатия
|
Номера точек |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
19330,0 |
0,000 |
0,000 |
1,000 |
0,190 |
|
2 |
2 |
9665,0 |
0,301 |
0,413 |
2,586 |
0,491 |
|
3 |
3 |
6443,3 |
0,477 |
0,654 |
4,510 |
0,857 |
|
4 |
4 |
4832,5 |
0,602 |
0,825 |
6,690 |
1,271 |
|
5 |
5 |
3866,0 |
0,699 |
0,958 |
9,084 |
1,726 |
|
6 |
6 |
3221,7 |
0,778 |
1,067 |
11,664 |
2,216 |
|
7 |
7 |
2761,4 |
0,845 |
1,159 |
14,409 |
2,738 |
|
8 |
8 |
2416,25 |
0,903 |
1,238 |
17,304 |
3,288 |
|
9 |
9 |
2147,8 |
0,954 |
1,308 |
20,336 |
3,864 |
|
10 |
10 |
1933,0 |
1,000 |
1,371 |
23,496 |
4,464 |
|
11 |
11 |
1757,3 |
1,041 |
1,428 |
26,776 |
5,087 |
|
12 |
12 |
1610,8 |
1,079 |
1,480 |
30,169 |
5,732 |
|
13 |
13 |
1486,9 |
1,114 |
1,527 |
33,668 |
6,397 |
|
14 |
14 |
1380,7 |
1,146 |
1,571 |
37,268 |
7,081 |
|
15 |
15 |
1290 |
1,176 |
1,612 |
40,966 |
7,783 |
Таблица 2.1.2 – Расчёт кривой расширения
|
Номера точек |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
1871,0 |
0,00 |
0,00 |
1,00 |
11,70 |
|
2 |
1,25 |
2338,75 |
0,10 |
0,13 |
1,33 |
8,77 |
|
3 |
1,5 |
2806,5 |
0,18 |
0,23 |
1,69 |
6,93 |
|
4 |
2 |
3742,0 |
0,30 |
0,39 |
2,45 |
4,78 |
|
5 |
3 |
5613,0 |
0,48 |
0,62 |
4,13 |
2,83 |
|
6 |
4 |
7484,0 |
0,60 |
0,78 |
5,99 |
1,95 |
|
7 |
5 |
9355,0 |
0,70 |
0,90 |
7,99 |
1,46 |
|
8 |
6 |
11226,0 |
0,78 |
1,00 |
10,11 |
1,16 |
|
9 |
7 |
13097,0 |
0,85 |
1,09 |
12,33 |
0,95 |
|
10 |
8 |
14968,0 |
0,90 |
1,17 |
14,65 |
0,80 |
|
11 |
9 |
16839,0 |
0,95 |
1,23 |
17,06 |
0,69 |
|
12 |
10 |
18710,0 |
1,00 |
1,29 |
19,54 |
0,60 |
|
13 |
10,3 |
19330,0 |
1,01 |
1,31 |
20,30 |
0,58 |
По результатам расчета строим свернутую и развернутую диаграммы