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