Тепловой расчёт двигателя Д-120 и расчет эксплуатационных показателей трактора Т-30А
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
и Тr = 800?К - температура и давление газов в конце выпуска;
n1 = 1,35; n2 = 1,2 показатели политропы сжатия и расширения; ? = 0,8 - коэффициент выделения тепла при сгорании;
? = 1,8 - степень повышения давления;
?m= 0,75 - механический КПД;
? = 0,93 - коэффициент скругления индикаторной диаграммы;
Нu = 41800 кДж/кг - теплотворная способность топлива.
С = 0,860; Н2 = 0,130; О2 = 0,010 - элементарный состав топлива.
.2 Расчёт основных параметров действительных процессов двигателя
Процесс впуска (всасывания).
Давление (мН/м2) и температура (к) в конце впуска
где
коэффициент наполнения,
давление и температура окружающей среды, мН/м2, К
давление и температура газов в конце выпуска.
мН/м2, мН/м2
К
Процесс сжатия.
Давление и температура в конце сжатия.
где показатель политропы сжатия,
мН/м2
Процесс сгорания.
Теоретически необходимое количество воздуха (кг) для сгорания 1 кг топлива.
Это же количество в молях:
где C, H2, O2 элементарный состав топлива
C=0,860; H2=0,130; О2=0,010.
Коэффициент остаточных газов
Число молей остаточных газов (кмоль)
Мr = ?•М1 = 0,0335•0,748 = 0,025 кмоль
Число молей газа, находящегося в цилиндре двигателя в конце сжатия (кмоль)
Мс = М1 + Мr = 0,748 + 0,025 = 0,773 кмоль
Число молей продуктов сгорания (кмоль), если , то
Число молей продуктов сгорания и остаточных газов в точке:
кмоль.
Действительный коэффициент молекулярного измерения:
Теплоемкость свежепоступившей рабочей смеси или воздуха
кДж/кмоль•град
Теплоемкость продуктов сгорания для дизельных двигателей (кДж/моль•град)
Полученное значение Сpz подставляем в уравнение и определяем температуру в конце процесса сгорания Tz
где ? степень повышения давления ?
коэффициент выделения тепла при сгорании
теплотворная способность топлива, кДж/кг
Tz=1817,24 К
Давление в конце сгорания.
Рz = ?Рс = 1,83,57 = 6,426 мН/м2
Процесс расширения.
Степень предварительного расширения для дизельных двигателей
Давление и температура в конце расширения
показатель политропы расширения,
Степень последующую расширения
.3 Определение основных показателей, характеризующих работу двигателя
Среднее индикаторное давление по нескруглённой диаграмме для дизельных двигателей
Среднее индикаторное давление действующего цикла
Рi = ?•Р?i - (Рr - Ра) = 0,93•1,214 - (0,11 - 0,086) = 1,105 мН/м2
коэффициент скругления индикаторной диаграммы,
Среднее эффективное давление
Рl = Рi•?m = 1,105•0,75 = 0,829 мН/м2
где ?m механический КПД, ?m= 0,75
Индикаторный коэффициент полезного действия
Эффективный коэффициент полезного действия
Эффективный удельный и часовой расход топлива
.4 Тепловой баланс двигателя
Распределение тепла, выделяемого при сгорании топлива происходит на следующие составляющие:
Qе = Nе = 25 кДж/с - тепло превращенное в эффективную работу.
-
тепло теряемое с отработавшими газами, в котором средние молекулярные теплоемкости продуктов сгорания и свежего заряда при постоянном давлении определяются следующим образом при ? =1,5>1
Температура газов в выхлопной трубе
Средняя молекулярная теплоемкость светового заряда при постоянном давлении.
где Qн тепло потерянное в результате неполноты сгорания топлива. Для дизельных двигателей Qн
тепло неучтенных тепловых потерь
охл = Qт - (Qн+Ql + Qг + Qост) = 55,85-(25+13,65+5,585)=11,615 кДж/С
охл.- тепло отведенное в систему охлаждения двигателя. После чего все составляющие теплового баланса выражаются в процентах.
gr = 100%
2.5 Определение основных параметров двигателя
Литраж (л) одного цилиндра проектируемого четырехтактного двигателя:
где i - число цилиндров двигателя (об/мин)
n частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин
Диаметр цилиндра двигателя
мм
где , принимаем К=1,4
Диаметр цилиндра двигателя, с целью унификации двигателей, округляем до диаметра прототипа Д=105 мм
Ход поршня двигателя (м)
= К•Д = 1,40,105 = 0,147 м
Площадь поршня (м2)
Уточненный литраж цилиндра двигателя:
= Fn•S•103 = 0.008660.147103 = 1.275 л
Радиус кривошипа - r и длина шатуна - l (м)
Радиус кривошипа:
где отношение радиуса кривошипа к длине шатуна
Длина шатуна:
.6 Построение индикаторной диаграммы
Проводим координатные оси P - V и отметим их пересечение буквой О. Давление газов откладывается по линии ординат, масштаб которого выбирается в пределах 0,2…0,3 мН/м2 в 1 см. Условно принимаем для дизельного двигателя объем камеры сгорания Vс = 1 см, тогда полный объем цилиндра равен:
Vа = ЕVс = Vс =15,8см.
Откладываем по оси абсцисс отрезки:
с = ОД = 1 см и Vа = ОС = Е = 15,8 см.
При