Розрахунок теплового балансу двигуна.

Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Национальный университет кораблестроения им. адм. Макарова

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

kyrsovoy / Курсова.doc

Скачиваний:

Добавлен:

15.02.2015

Размер:

780.29 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 33

Розрахунок теплового балансу двигуна.

Умова завдання: ефективна потужність

частота обертання колінчастого валу

діаметр циліндру

хід поршня

кількість циліндрів

коефіцієнт тактності

нижча теплота згорання палива

годинна витрата пального

індикаторний ККД

ефективний ККД

кількість свіжого заряду

загальна кількість продуктів згорання

температура залишкових газів

температура навколишнього середовища

коефіцієнт надлишку повітря

кількість теплоти витраченого внаслідок

неповного згорання

Теплота, яка підводиться в циліндр з паливом:

у відсотковому відношенні приймаємо за 100%

Теплота, еквівалентна ефективній роботі двигуна:

у відсотковому відношенні:

перевірка:

Вираховуємо похибку:

Теплообмін між робочим тілом і стінками циліндра:

відповідно відносні втрати палива на дільницях наповнення, стиску, горіння-розширення та випуску газів із циліндра. З експериментальних даних.

Теплота, еквівалентна роботі на тертя поршня по гільзі циліндра.

Середній тиск механічних втрат в механізмах двигуна:

де:

- коефіцієнти для визначення середнього тиску механічних втрат.

середня швидкість поршня.

Середній тиск тертя поршня:

Потужність тертя поршня

де:

робочий об'єм циліндру.

Теплота, еквівалентна роботі тертя поршня:

Теплота, еквівалентна роботі на привід водяного насосу:

Визначаємо витрату води по сумі теплот:

тоді витрата охолоджуючої рідини:

де:

коефіцієнт запасу.

середня щільність води.

середня теплоємкість води.

температурний перепад води в холодильнику.

Потужність, яка використовується на привід водяного насосу.

де:

гідравлічний опір системи охолодження. ККД водяного насосу. Тоді

Загальна теплота, яка відводиться охолоджувальною рідиною.

що складає у відсотковому відношенні:

Теплота, яка виноситься випускними газами:

де:

ізобарна теплоємкість продуктів згорання.

ізобарна теплоємкість свіжого заряду.

температура залишкових газів.

температура на початку стиску.

що складає у відсотковому відношенні:

Теплота, яка відводиться маслом і затрачується на привід масляного насосу:

теплота, яка відводиться маслом, від гарячих деталей двигуна.

де:

теплота, еквівалентна роботі на подолання опору в механізмах двигуна.

де: доля втрат в механізмах двигуна.

Теплота, еквівалентна роботі на привід насоса системи мащення.

витрата циркуляційного масла.

де:

коефіцієнт запасу.

щільність масла.

середня теплоємкість масла.

Температурний перепад масла в охолоджувачі двигуна.

де:- потужність, яка використовується на привід масляного насоса/

робочий тиск масла в системі.

механічний ККД, масляного насоса.

Загальна кількість теплоти складає:

у відсотковому відношенні:

Теплота яка втрачена внаслідок неповного згорання

що складає у відсотковому відношенні:

Невраховані теплові втрати.

що складає у відсотковому відношенні:

Всі отримані дані зведені в таблицю.

Таблиця№3. Тепловий баланс двигуна.

Складові теплового балансу	Дж/сек	%
теплота, еквівалентна ефективній роботі	52890	24.54
теплота, яка відводиться охолоджувальною рідиною	62447	25.432
теплота, яка виноситься випускними газами	58854	23.96
теплота, яка відводиться маслом	7549.4	3.07
Теплота, втрачена внаслідок неповного згорання	34474	14.04
невраховані теплові втрати	29332	11.946
Загальна кількість теплоти введеної в двигун з паливом	245546	100

Розрахунок ШПГ

Розрахунок кільця

За час роботи на поршневий палець діють змінні навантаження, які приводять до виникнення напружень згинання, овалізації, зсуву, зминання. Вимоги до матеріалу поршневого пальця - висока міцність та зносостійкість.

Розрахунок на міцність.

Вихідні дані.

Діаметр циліндра

Хід поршня

Частота обертання

Кривошипно-шатунне відношення

Максимальний тиск в циліндрі

Маса поршня і поршневих кілець

Розрахункова сила, яка діє на поршневий палець.

де:

площа поршня.

радіус кривошипа.

кутова швидкість.

Напруження згинання в середньому перерізі пальця.

для вуглецевих сталей.

умова виконується.

де:

внутрішній діаметр пальця.

зовнішній діаметр пальця.

довжина пальця.

довжина втулки верхньої головки шатуна.

Дотичні напруження зрізу в перерізах між бобишкою поршня і верхньою головкою шатуна.

для вуглецевих сталей.

умова виконується.

Максимальна овалізація пальця.

умова виконується.

Тиск пальця на втулку верхньої головки шатуна.

умова виконується.

Розрахунок поршневого кільця.

1.Умови роботи поршневих кілець.

Кільця працюють в умовах високих температур, а також значних змінних навантажень, а також піддаються зношенню.

2. Вимоги до матеріалу поршневих кілець:

висока зносостійкість в умовах граничного тертя.

високі антифрикційні якості пари - поршневе кільце - гільза.

швидка прироботка до поверхні гільзи.

3. Розрахунок на міцність.

Вихідні дані:

Діаметр циліндра

Радіальна ширина кільця:

Зазор в замку у вільному стані:

Зазор в замку у робочому стані:

Деформація кільця:

а) в робочому стані:

б) при надіванні кільця на поршень:

Напруження згинання в робочому стані.

умова виконується.

Напруження згинання при надіванні кільця на поршень.

умова виконується.

Тиск кільця на стінку циліндра.

умова виконується.

Розрахунок шатуна з розрахунками на міцність.

При роботі двигуна шатун піддається дії знакозмінних газових та інерційних сил, а в окремих випадках ці сили створюють ударні навантаження. В зв'язку з цим матеріалом для виготовлення шатунів служать вуглеродисті та леговані сталі, які мають великий опір втомлення.

Для виготовлення шатунів застосовують сталі з високими межами міцності та текучості 40Х, 18ХНВА, 49ХНМА. Для підвищення міцності шатуни після штамповки підвергаються механічній та термічній обробці - полірованню, обдувці.