Расчет двигателя внутреннего сгорания Д-245

Дипломная работа - Разное

Другие дипломы по предмету Разное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа:

Расчёт двигателя внутреннего сгорания Д-245

 

Введение

 

Расчётно-графическая работа необходима для закрепления теоретических знаний получение опыта расчёта двигателей.

В пояснительной записке приводятся расчёты двигателя Д-245: тепловой расчёт, динамический и кинематические расчёты, проведено уравновешивание двигателя. В графической части помещены: свёрнутая и развёрнутая индикаторные диаграммы, графики перемещения скорости и ускорения поршня от угла поворота коленчатого вала, графики сил действующих на КШМ.

 

1. Тепловой расчет дизеля без наддува

 

Исходные данные:

тип двигателя - Д-245, четырехтактный, четырёхцилиндровый, рядный, с наддувом;

частота вращения коленчатого вала п = 1750 мин-1;

степень сжатия е = 15,1;

эффективная мощность Ne = 64 кВт;

коэффициент избытка воздуха ? = 1,5;

давление наддува pк = 1,52 МПа;

- вид топлива - дизельное топливо Л ГОСТ 305-82, средний элементарный состав: С = 85,7%, Н = 13,3%, О = 1%. Низшая расчетная теплота сгорания топлива QH - 42500 кДж/кг.

Параметры рабочего тела

Определяем теоретически необходимое количество воздуха для сгорания

кг топлива по формуле (1.1) и (1.2)

 

, (1.1)

, (1.2)

 

где ?B = 28,96 - для воздуха

Определяем количество свежего заряда

 

. (1.3)

 

Определяем общее количество продуктов сгорания

. (1.4)

 

Параметры окружающей среды и остаточные газы

Принимаем атмосферные условия: p0 = 0,1 МПа, То = 288 К.

Определяем давление и температуру остаточных газов:

Рк = (1,2… 2,5)ро = 1,70,1 = 0,17 МПа.

Определяем температуру воздуха за компрессором

 

,

 

где - показатель политропы сжатия в компрессоре nк=1,65.

Определяем давление и температуру остаточных газов

рr = (0,75… 0,95) рк = 0,850,17 = 0,145 МПа.

Принимаем Тr = 800 К.

Процесс впуска

Принимаем температуру подогрева свежего заряда ?t = 30.

Определяем плотность заряда на впуске по формуле:

 

, (1.5)

 

где RB = 287 Дж/кг-град - удельная газовая постоянная для воздуха.

.

Определяем потери давления на впуске в двигатель по формуле:

 

. (1.6)

 

В соответствии со скоростным режимом работы двигателя и качеством обработки внутренней поверхности принимаем коэффициент (?2+?вп)=3,3, а скорость движения заряда ?вп = 90 м/с.

.

Определяем давление в конце впуска:

 

ра = рк - ?ра = 0,17 - 0,023 = 0,147 МПа, (1.7)

 

Определяем коэффициент остаточных газов

 

. (1.8)

 

Определяем температуру в конце впуска:

 

. (1.9)

.

Определяем коэффициент наполнения:

 

, (1.10)

.

 

Процесс сжатия

Определяем показатель адиабаты сжатия к1 в функции ? и Та, по номограмме:1 = 1,362.

Определяем показатель политропы сжатия n, в зависимости от к1, который устанавливается в пределах:

1 = (k1 + 0,02)… (k1 - 0,02) = 1,36.

 

Определяем давление в конце сжатия:

 

. (1.11)

 

Определяем температуру в конце сжатия:

 

. (1.12)

 

Определяем среднюю молярную теплоемкость заряда (воздуха) в конце сжатия (без учета влияния остаточных газов):

 

, (1.13)

Определяем число молей остаточных газов:

 

(1.14)

 

Определяем число молей газов в конце сжатия до сгорания:

 

Мс = М1 + Мr = 0,752+ 0,024 = 0,776 кмоль. (1.15)

 

Процесс сгорания

Определяем среднюю молярную теплоемкость продуктов сгорания в дизеле при постоянном давлении, при а>1

 

(1.16)

.

 

Определяем число молей газов после сгорания:

 

Мz = М2 + Мr = 0,790 + 0,024 = 0,814. (1.17)

 

Определяем расчетный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:

 

. (1.18)

 

Принимаем коэффициент использования теплоты ? = 0,8.

Тогда количество теплоты, передаваемое газом на участке cz'z индикаторной диаграммы при сгорании 1 кг топлива определится, как:= ?QН = 0,85 42500 = 36125 кДж/кг.

Принимаем степень повышения давления ? = 1,7.

Температуру в конце сгорания определяют из уравнения сгорания

 

, (1.19)

 

Подставляем имеющиеся значения величин, решаем полученное квадратное уравнение относительно Tz:

,

,

.

Определяем давление в конце процесса сгорания:

 

рz = рс? = 5,901,7 = 10,03 МПа.

 

Определяем степень предварительного расширения:

 

(1.20)

 

Процесс расширения

Определяем степень последующего расширения:

 

(1.21)

Показатель политропы расширения для дизеля определяем по номограмме учитывая, что его значение незначительно отличается от значения показателя адиабаты расширения к2:2 = 1,29,2 = k2 = 1,29.

Определяем давление процесса расширения:

 

. (1.22)

 

Определяем температуру процесса расширения:

 

. (1.23)

 

Проверяем правильность ранее принятого значения температуры остаточных газов (погрешность не должна превышать 5% для номинального скоростного режима):

 

, (1.24)

.

 

Индикаторные параметры рабочего цикла дизеля

Определяем среднее индикаторное давление цикла для не-скругленной индикаторной диаграммы по формуле:

 

(1.25)

=.

 

Принимаем коэффициент полноты индикаторной