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 nк - 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