Судовой двухтактный двигатель с турбонаддувом
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Перечень условных обозначений, символов, единиц измерений физических величин, сокращений и терминов
- давление окружающей среды, МПа;
- давление в цилиндре в начале сжатия, МПа;
- давление в цилиндре в конце сжатия, МПа;
- среднее индикаторное давление, МПа;
- среднее эффективное давление, МПа;
- температура окружающего воздуха, 0С;
- температура в цилиндре в начале сжатия, 0С;
- температура в цилиндре в конце сжатия, 0С;
- температура выпускных газов, 0С;
- температура надувочного и продувочного воздуха, 0С;
- рабочий объем цилиндра, описываемый поршнем, м3;
- полный объем цилиндра перед началом сжатия, м3;
- объем цилиндра в конце сжатия, м3;
- коэффициент избытка воздуха;
- степень сжатия действительная;
- коэффициент наполнения цилиндров двигателя;
- степень повышения давления;
- степень предварительного расширения;
- механический к.п.д.;
- индикаторный к.п.д.;
- эффективный к.п.д.;
- индикаторная мощность двигателя, кВт;
- эффективная мощность двигателя, кВт;
- число оборотов вала двигателя, об/мин;
- расход топлива в двигателе, кг/ч;- диаметр цилиндра двигателя, м; - полный ход поршня, м;- число цилиндров двигателя;
- средняя скорость поршня, м/с;
- расход воздуха в двигателе, кг/с;
КШМ - кривошипно-шатунный механизм;
ДВС - двигатель внутреннего сгорания;
КВ - коленчатый вал;
ВМТ - верхняя мертвая точка;
ПД - поршневой двигатель.
ВВЕДЕНИЕ
Современные поршневые двигатели внутреннего сгорания достигли высокой степени совершенства, продолжая тенденцию непрерывного роста удельных мощностей, снижения удельной материалоемкости, токсичности отработанных газов, снижения удельных расходов топлива и масел, повышения надежности и долговечности. Поэтому выполнение задач по производству и эксплуатации поршневых двигателей требует от специалистов глубоких знаний рабочего процесса, конструкции двигателя и методов их расчета.
Успешное применение двигателей внутреннего сгорания, разработка опытных конструкций, повышение мощностных и экономических показателей стали возможны в значительной мере благодаря исследованиям и разработке теории рабочих процессов в двигателях внутреннего сгорания. Рассмотрение отдельных процессов в двигателе и их расчет позволяют определить предполагаемые показатели цикла, мощность, экономичность, а также давление газов, действующее в камере сгорания, в зависимости от угла поворота коленчатого вала. По данным расчета можно установить основные размеры двигателя (диметр цилиндра и ход поршня), проверить на прочность его основные детали, оценить надежность его работы и т.д.
Также от специалиста требуется умение с наибольшим экономическим эффектом использовать современные технические средства и материалы, понимать технологический процесс изготовления и сборки двигателя.
1. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
.1 Тепловой расчет
Выбор исходных параметров для теплового расчета рабочего цикла двигателя
Определим исходные параметры для расчета:
- давление в цилиндре в начале сжатия,
где - давление, нагнетаемое компрессором;
-температуру выпускных газов выбираем из ист. [1]; -давление остаточных газов;
-показатель политропы сжатия для нагнетателя выбираем из [1].
Процесс наполнения
Находим температуру воздуха (выходящего из нагнетателя) по формуле:
, (1.1)
где - давление окружающей среды;
- температура окружающего воздуха.
Принимаем коэффициент остаточных газов для прямоточной продувки (выбираем из рекомендуемого диапазона [2] ).
В таблице 2 [3] находим:
Теоретически необходимое количество воздуха:
Подсчитываем:
. (1.2)
Температура рабочего тела в начале сжатия Ta:
. (1.3)
Необходимо стремится наполнять цилиндр максимально возможным количеством свежего заряда. С этой точки зрения и оценивается совершенство процесса наполнения, характеризуемое величиной коэффициента наполнения ?v.
Уточненное уравнение для определения коэффициента наполнения двухтактного двигателя с продувкой камеры сжатия и дозарядкой в процессе наполнения:
, (1.4)
где - степень сжатия действительная.
Процесс сжатия
По графику на фиг.7 [3] находим значение среднего показателя адиабаты сжатия и определяем:
температуру в конце сжатия Tc:
; (1.5)
;
давление в конце сжатия pc:
. (1.6)
Из фигура 10 [3] находим (воздуха) при :
(воздуха) = 7,45 ккал/мольград
и подсчитываем
(воздуха) =,
где-газовая постоянная.
Из фигура 10 находим (остаточных газов) при и :
(ост. газов) = 7,8 ккал/мольград,
и подсчитываем:
(ост. газов) = ,
(ккал/мольград).
Процесс сгорания
Находим температуру в конце сгорания из уравнения [3]:
(1.7)
где - коэффициент использования тепла;
- степень повышения давления.
Из (1.7) выражаем температуру:
;
.
После чего определяем теоретическое максимальное давление:
. (1.8)
Процесс расширения
Подсчитываем степень предварительного расширения:
. (1.9)
Рассчитываем давление в конце расширения:
,
где степень последующего расширения определяется из зависимости:
.
Процесс расширения в реальных двигателях осуществляется по политропе с переменным показателем.
Практическое использование переменных значений показателя политропы
расширения, как и показател?/p>