- •Раздел 1. Основные положения о курсовом проектировании 8
- •Раздел 2. Основные обозначения общетехнических величин 31
- •Раздел 1. Основные положения о курсовом проектировании
- •Цели и задачи курсовой работы
- •1.2 Задание и тематика курсовых работ
- •1.3 Специальное задание
- •1.4 Требования к заданию и исходные данные для курсового проектирования
- •1.5 Составные части курсового проекта их объем и содержание.
- •1.6 Последовательность работы при выполнении курсового проекта
- •1.7 Подготовка к защите и защита курсовой работы
- •1.8 Методические рекомендации по выполнению курсовой работы
- •Калининградский морской рыбопромышленный колледж
- •Оформление листа со списком использованной литературы и других источников
- •1.9 Подготовка работы к защите
- •Раздел 2. Основные обозначения общетехнических величин
- •2.1 Расчет рабочего цикла
- •2.2 Кинематика и динамика двигателя
- •3.Основные требования, предъявляемые к судовым дизелям
- •4. Топливо для судовых дизелей
- •5. Тепловой расчет рабочего цикла
- •5.1. Параметры процесса наполнения
- •5.2 Параметры процесса сжатия.
- •5.3 Параметры процесса сгорания
- •5.4 Параметры процесса расширения
- •5.5 Среднее индикаторное и среднее эффективное давление
- •5.6 Основные эксплуатационные и конструктивные показатели
- •6. Порядок расчета рабочего цикла судового 4-х тактного двигателя с газотурбинным наддувом
- •6.1 Выбор исходных данных расчета рабочего цикла судового четырехтактного двигателя с газотурбинным наддувом,приведены в таблице 13.
- •6.2 Расчет параметров процесса наполнения рабочего цилиндра
- •6.3 Расчет параметров процесса сжатия
- •6.4 Расчет параметров процесса сгорания:
- •6.5 Расчет параметров процесса расширения
- •6.6 Расчет основных индикаторных и эффективных показателей цикла
- •6.7 Расчет диаметра рабочего цилиндра и хода поршня
- •6.8 Построение индикаторной диаграммы
- •7. Основы динамики поршневого двигателя
- •7.1. Силы и моменты, действующие в кривошипно-шатунном механизме
- •7.2 Построение диаграммы сил инерции по методу Толле
- •7.3 Построение диаграммы движущих сил
- •7.4 Построение диаграммы касательных усилий для одного цилиндра в зависимости от угла поворота кривошипа коленчатого вала
- •7.5 Построение суммарной диаграммы касательных усилий многоцилиндрового двигателя
- •7.6 Расчет маховика
- •Приложение №1
- •Калининградский морской рыбопромышленный колледж
- •Курсовая работа
- •Калининградский морской рыбопромышленный колледж
- •Калининградский морской рыбопромышленный колледж
- •Калининградский морской рыбопромышленный колледж
- •Приложение 2
- •Приложение №3
- •Тема заданий на курсовую работу
5.4 Параметры процесса расширения
В действительном рабочем цикле процесс расширения происходит по политропе с переменным показателем п2. Это связано с тем, что в процессе расширения тепловой поток все время направлен от газов к стенкам цилиндров, а газ получает теплоту при догорании топлива.
В расчетном цикле для упрощения принимают условие – процесс расширения протекает с некоторым постоянным средним показателем политропы п2. Его значение выбирают таким, чтобы кривая расширения, построенная по закону политропы, возможно ближе подходила к действительному процессу расширения в цилиндре. Опытные значения среднего значения показателя политропы расширения приведены в таблице 9.
Таблица 9
Тип двигателя |
Показатель |
Быстроходные ДВС с неохлаждаемыми поршнями |
1,15 – 1,25 |
Тихоходные ДВС с охлаждаемыми поршнями |
1,25 – 1,28 |
Малооборотные мощные ДВС |
1,27 – 1,32 |
После выбора показателя политропы п2 для своего типа двигателя он должен быть уточнен методом последовательных приближений по следующей эмпирической зависимости:
где:
Уточнение показателя политропы расширения производится точно так же как и n1.
Параметры в конце процесса расширения в зависимости от типа двигателя приведены в таблице 10.
Таблица 10
Тип двигателя |
Давление в конце расширения PВ,MPa |
Температура в конце расширения ТBK |
Степень последующего расширения |
тихоходные |
0,25 – 0,35 |
900 – 1000 |
от 7,5 |
быстроходные |
0,3 – 0,6 |
1000 - 1200 |
до 10,5 |
Степень предварительного расширения
= (1.2÷1.6)
Степень последующего расширения
= (8.0÷ 11)
5.5 Среднее индикаторное и среднее эффективное давление
Среднее индикаторное давление - это условное постоянное давление, которое действуя на поршень за время одного хода расширения совершает работу, равную индикаторной работе цикла. Это один из важнейших индикаторных показателей, характеризующих мощность, развиваемую двигателем и его экономичность. Определяется среднее индикаторное давление по следующей зависимости
,Мпа
Среднее индикаторное давление Рі (с учетом округления углов действительной индикаторной диаграммы) для 4-х тактных ДВС выражается формулой:
где: - коэффициент полноты диаграммы
Среднее эффективное давление является важнейшим эффективным показателем работы двигателя, не только тепловые потери, но и механические потери:
Где мех – механический К.П.Д. оценивает количественно механические потери, технологическое совершенство конструкции двигателя и принимается в соответствии с таблицей 5.
5.6 Основные эксплуатационные и конструктивные показатели
Индикаторные показатели
- – среднее индикаторное давление, МПа
- – индикаторный массовый удельный расход топлива, кг/и.кВт.час
- – индикаторный коэффициент полезного действия
- – индикаторная мощность двигателя, кВТ
Эффективные или внешние показатели
- – среднее эффективное давление, МПа
- – эффективный массовый удельный расход топлива, кг/э кВт.час
- – эффективный коэффициент полезногодействия
- – эффективная мощность двигателя, кВТ
Удельный индикаторный расход топлива и индикаторныейк.п.д. оценивают экономичность действительного цикла и характеризует тепловые потери внутри цилиндра.
Удельный эффективный расход топлива и эффективный к.п.д. оценивают степень использования тепла в целом, т.. с участием тепловых и механических потерь.
Число оборотов
Число оборотов коленчатого вала в секунду (или в минутут) указывается в задании на курсовое проектирование. Класиификация двигателей по оборотам приведена в таблице 11.
Таблица 11
Тип двигателя |
Число оборотов в минуту, n |
Малооборотные ДВС (МОД) |
100 – 250 |
Среднеоборотные ДВС (СОД) |
250 – 600 |
Повышенной оборотности (ПОД) |
600 – 1000 |
Высокооборотные (ВОД) |
>1000 |
Если выполняется проект дизель генератора, то число оборотов зависит от числа пар плюсов:
Таблица 12
Число пар плюсов |
1 |
2 |
3 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
18 |
20 |
n, мин-1 |
3000 |
1500 |
1000 |
750 |
500 |
375 |
300 |
250 |
167 |
150 |
Степень форсировки
Степень форсировки двигателя оценивается по удельной поршневой мощности [ ] в кВт/дм2:
По степени форсирования современные дизели можно условно разделить на следующие категории:
нефорсированные < 20 кВт/дм2
форсированные 20 < < 100 кВт/дм2
высокофорсированные > 100 кВт/дм2
Средняя скорость поршня
Средней скоростью поршня, См при определении основных размеров цилиндра проектант задается по табличным опытным данным или принимает ее.согласно рекомендованному в задании двигателя – прототипа. Необходимо иметь в виду, чем выше См, тем выше механическая и тепловая напряженность двигателя и тем меньше моторесурс.
См = 2*S*n, м/с
По средней скорости поршня двигатели условно делятся на следующие группы:
тихоходные См< 6,5‚ м/с
средней быстроходности См = (6,5 – 9,0), м/с
быстроходные См = (9,0 – 13,0), м/с
повышенной быстроходности См> 13, м/с
Габаритные размеры двигателей
Ориентировочная длина двигателей:
L = А*z, мм
где: А – расстояние между осями цилиндров, мм
z – число цилиндров
для: 4-х тактных тихоходных дизелей А = (1,5 – 1,8)D
4-х тактных быстроходных дизелей А = (1‚2 – 1,4)D
D - диаметр цилиндра
Ширина двигателя по фундаментной раме:
В = b*S
где: b = (2,3 – 2,6) для тихоходных двигателей
b = (2,8 – 3,2) для быстроходных двигателей
S – ход поршня
Высота двигателя:
H = h*S
где: h = (4,5 – 5,0) для тронковых тихоходных дизелей
h = (4,0 – 4,5) для тронковых быстроходных дизелей
h = (5,0 – 5,5) для крейпцкопфных дизелей