Длина лэу

, м (5)

где D - диаметр цилиндра, м;

К = Z - для рядных двигателей;

K = 0,5Z - для V -образных двигателей;

C = 1 - 2,5 м - линейный размер, зависящий от компоновки вспомогательного оборудования и агре­гатов наддува двигателя.

Ширина двигателя

, м (6)

Здесь: S - ход поршня, м; А = 3,5 - 6,0 – для рядных двигателей; А = 5,0 - 8,0 - для V - образных двигателей.

Высота двигателя

, м (7)

где а = 6,0 - 8,0 - для рядных двигателей;

5,0 - 7,0 - для V - образных двигателей;

10 - 13,0 - для 2-тактных двигателей с противоположно-движущимися поршнями.

После определения габаритных размеров дизеля производят про­верку вписывания его в кузов тепловоза. Максимальные размеры внут­реннего контура кузова тепловоза показаны на рис.3.

Проверяют наличие необходимой ширины проходов по обе стороны от ЛЭУ. От внешнего контура дизеля до боковых стенок кузова тепловоза должно быть 0,7 м на высоте груди человека (на расстоянии от настила 1,5 м), что обеспечива­ет нормальное и безопасное обслуживание дизеля.

В отдельных исключительных случаях допускается местное сужение прохода до 0,5 м.

Эскиз установки дизеля на тепловозе выполняется в масш­табе 1:20 на миллиметровой бумаге и прилагается к курсовому проекту.

К вписыванию дизеля в кузов тепловоза

Рис. 3

Все расчеты первого и второго разделов должны быть согласованы с консультантом. После этого можно приступить к расчету рабочего процесса двигателя.

3. Расчёт рабочего процесса для выбранного дизеля

Целью расчета является определение параметров ра­бочего процесса (наполнения, сжатия, сгорания, расширения и выпуска) для реализации мощности выбранного дизеля тепловоза.

Практически необходимо определить расчётом контрольные точки, по которым можно построить индикаторную диаграмму для номинального режима в координатах Р(φ) и Р(V).

Все расчёты проводятся при нормальных внешних атмосферных условиях, то есть температуре окружающего дизель воздуха То = 293К и барометрическом давлении Ро = 0,105 мПа.

3.1. Процесс наполнения

Давление в конце процесса наполнения:

Ра = (0,85 – 0,9) Рs – для 2-тактного двигателя;

Ра = (0,9 – 0,96) Рs – для 4-такного двигателя.

Давление наддува Рs можно определить по формуле:

, мПа

где – температура воздуха на входе в двигатель.

По опытным данным её можно принять 370 – 400 К.

– газовая постоянная воздуха, равная 287, Дж/кг.К

, рад/с

- суммарный расход воздуха, кг/с

Величину расхода воздуха можно определить:

Расход топлива равен:

, кг/с

( для справки = 14,35 кг возд/кг топл., суммарный коэффициент избытка воздуха берётся для выбранного типа двигателя по прототипу, а величина = 42500 кДж/кг).

Часть воздуха проходит через дизель во время продувки, поэтому в цилиндрах будет фактически находиться меньшее количество воздуха, то есть:

, кг/с,

где - коэффициент избытка продувочного воздуха (для 4-тактных можно принять равным 1,0, а для 2-тактных - 1,05 – 1,1).

После определения величины необходимо помнить, что предельная величина давления в одноступенчатом компрессоре не должна превышать 0,15 МПа. При большем давлении наддува целесообразно применять 2-ступенчатую схему наддува с охлаждением надувочного воздуха.

Температура воздуха в конце наполнения равна:

, К

где - приращение температуры воздуха в цилиндре, равное , К;

– температура остаточных газов, обычно равная (700-800), К;

- коэффициент остаточных газов, принимаемый в диапазоне 0,02 – 0,05.

Уточняем коэффициент наполнения :

Следует помнить, что чем выше , тем меньше должна быть степень сжатия .

Величина коэффициента дозарядки обычно составляет 1,03 – 1,06.

Примеры существующих схем наддува тепловозных дизелей
Одноступенчатый наддув от приводного нагнетателя	Одноступенчатый газотурбинный наддув
Двухступенчатый комбинированный наддув с промежуточным охлаждением надувочного воздуха	Двухступенчатый газотурбинный наддув с двумя промежуточными охладителями надувочного воздуха
Рис.3.

Для 2-тактного двигателя с ПДП необходимо учитывать потерю хода поршня на продувку, то есть ,

где = 0,09 – 0,11 (доля потерянного хода).