Проект системы наддува автотракторного дизеля
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
?арную площадь сопловых отверстий форсунки fс, мм2, находим из выражения:
fс = Vц / (ф ? ф ? t ? 103), (2.76)
где ф = 0,65 - 0,85 - коэффициент расхода топлива.с = 129 / (0,65 ? 196 ? 0,002 ? 103) = 0,5 мм2
Тогда диаметр соплового отверстия распылителя dс, мм:
= , (2.78)
где m - число сопловых отверстий.= = 0,3 мм.
2.6 Скоростные (регуляторные) характеристики дизеля
Раiет основных показателей работы двигателя производится для следующих скоростных режимов:
режим номинальной мощности nн;
режим максимального крутящего момента nм;
режим максимальной частоты вращения холостого хода nхх (для дизелей).
Режим номинальной мощности
Частоты вращения коленчатого вала двигателя nн, мин-1, при номинальной мощности:
н=30?Cп/S, (2.79)
где: Сп - средняя скорость поршня, м/с;ход поршня, м.
Получение значения частоты вращения коленчатого вала округлеем до ближайшего числа с двумя последними нулями или до 50.н=30?9,17/0.125=2200 мин-1
Тогда крутящий момент М кн, Н ?м, при номинальной мощности: М кн = 9550?N ен / nн.
М кн= 9550?138/ 2200= 599 Н?м.
Механические потери части индикаторного давления в двигателе Рм, МПа, которые расходуются на трение, привод вспомогательных агрегатов и газообмен, определяются по формуле:
Р м= 0,89+0,0118?Сп. (2.80)
Р м= 0,89+0,0118?9,17= 0,99 МПа
Определяем мощность условных механических потерь Nмн, кВт:
м н = Р м?V hi?n н /(30?), (2.81)
Где = 4- тактность двигателя;hi- рабочий объем двигателя, л.м н = 0,99?4,75?2200/(30?4)=86 кВт.
Рабочий объем одного цилиндра V h, л, можно определить как:
h=? D2?S/4. (2.82)
h=3,14?1,102?1,25/4= 1,18 л.
Общий рабочий объем двигателя:hi=1,18?4= 4,7 л.
Индикаторная мощность N iн, кВт:
iн = Nен + Nмн. (2.83)
iн = 138 + 86= 224 кВт.
Механический КПД двигателя:
м = Nен / N iн (2.84)
м = 138/224=0,616.
Массовый расход топлива:
тн = gен?Neн/3600. (2.85)
тн = 207,44?138/3600= 7.9 г/с.
Эффективный КПД двигателя:
ен= 84,3/ gен, (2.86)
ен= 84,3/ 207,44= 0,4.
Режим максимального крутящего момента
Максимальный крутящий момент Мкм, Н?м, при заданном значении к
Мкм = Мкн ?(100 + к) 10-2. (2.87)
Мкм = 599?(100+10,3)? 10-2 = 660.6 Н?м
Определяем эффективную мощность Nем, кВт, при Мкм:
ем = Мкм ? nм / 9550, (2.88)
Где nм - частота вращения коленчатого вала при Мкм (принимается по технической характеристике двигателя).ем = 660.6 ? 1200 / 9550 = 83 кВт.
Удельный расход топлива gем, г /кВт ? ч, при максимальном крутящем моменте:
gем = (1,15тАж1,20) ? gен, (2.89)
ем = 1,17 ? 207,44 = 242,7 г / кВт ? ч.
Остальные показатели для режима максимального крутящего момента (мощность механических потерь Nмм, индикаторная мощность Niм, механический КПД двигателя м, массовый расход топлива Gтм, эффективный КПД двигателя ем) расiитываются так же как и для режима номинальной мощности.
Мощность механических потерь Nмм:
м м = Р м?V hi?n м /(30?), (2.90)
мм = 0,99 ? 4,75 ? 1200 / (30 ? 4) = 47 кВт.
Индикаторная мощность: N iм = Nем+ Nмм,iм = 83 + 47 = 130 кВт.
Механический КПД двигателя м,
м = Nем / N iм, (2.91)
м = 83 / 130 = 0.63.
Массовый расход топлива Gтм,
тн = gем?Neм/3600, (2.92)
тн = 242,7 ? 83 / 3600 = 5.5 г / кВт ?с.
эффективный КПД двигателя ем,
ем = 84,3/ gем, (2.93)
ем = 84,3 / 242,7 = 0,34.
Режим максимальной частоты вращения холостого хода
Максимальная частота вращения холостого хода nхх, мин-1, определяется выражением:
хх = nн ? (200 + ) ? (200 - ) (2.94)
где - 6-7%- степень неравномерности регулятора.хх = 2200 ? (200 + 6) / (200 - 6) = 2336 мин-1
Массовый расход топлива Gтхх, г/с, при максимальной частоте вращения холостого хода:
тхх = (0,25тАж0,30) ? Gтн. (2.95)
тхх = 0,27 ? 5.5 = 1.5 г / с.
Таблица 2.10 - Основные показатели работы двигателя Д-245
Показатели Размерность Значение при частоте вращения коленчатого валаnн = 2200nм = 1200nхх = 2300МкН?м599660.60NeкВт138830PмМПа0,990,990,99NмкВт8647-NiкВт224130-Gtг / с7.95.51.5geг / (кВт ? ч)207,44242,70,40,340
Используя полученные данные строим скоростную характеристику двигателя.
Рис. 2.4 - Скоростная характеристика дизеля
Расiитываем удельные показатели двигателя, используя данные таблицы 2.11.
Таблица 2.11 - Удельные показатели двигателя Д - 245
показателизначениеЛитровая мощность, кВт /л Nл = Neн /VhiNл = 138 / 4,75 = 29 кВт / л 2.Удельная масса двигателя, кг / кВт mуд = Gд / Nенmуд = 450 / 77 = 3.2 кг / кВтЛитровая масса, кг/ л mл = Gд / Vhimл = 450 / 3.2= 140 кг / л
По результатам теплового раiета двигателя Д - 245 определены значения давления и температуры рабочего тела в характерных точках индикаторной диаграммы.
При использовании среднего наддува (Рк = 0,20 МПа) и охладителя надувочного воздуха среднее индикаторное давление увеличилось с 1,307 МПа до 1,811 МПа, повышение индикаторного и эффективного КПД составило 2%.
По результатам динамического раiета двигателя Д - 245 установлено, что использование среднего наддува приводит к повышению динамической нагруженности деталей КШМ, однако запас их прочности позволяет не увеличивать размеры шеек коленчатого вала.
При реализации среднего наддува мощность дизеля Д - 245 возрастает в 1.8 раза. Указанное приводит к увеличению объема системы смазки до 30 литров и системы охлаждения до 50 литров.
Для повышения мощности двигателя Д - 245 с 77 до 138 кВт необходимо увеличить цикловую подачу топлива на основных режимах в среднем 75 - 80%.
3. СИСТЕМА НАДДУВА ДИЗЕЛЯ Д - 245
.1 Схема системы наддува
Для повышения экономичности дизеля на холостом и частичных нагрузках предлагается отключение наддува воздуха и отключения охладителя н