Тепловой, кинематический, динамический и прочностной расчет двигателя внутреннего сгорания
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?опорных колец.
Рабочие втулки цилиндра сделаны из специального чугуна и имеют сфероидальную железную кольцевую прокладку графита в верхней части. Это сосредоточено в картере двигателя. Более низкая область рабочей втулки цилиндра управляется диафрагмой картера двигателя. Есть так называемое главное кольцо на муфте рабочей втулки цилиндра.
Подразделяется на три компонента, то есть на рабочую втулку цилиндра, кольцевую прокладку и главное кольцо, что дает самый лучший результат для охлаждения, относительной защиты от деформации, и гарантирует минимальные температурные напряжения определенных частей.
Охлаждающаяся вода достигает рабочей втулки цилиндра через трубу, которая связана с кольцевой прокладкой. Дальше вода через сверления главного кольца и каналы в кольцевой прокладке поступает в зарубашечное пространство крышек цилиндра.
Используя сверления в кольцевой прокладке, главное кольцо и крышка цилиндра могут быть опрессованы и проверены на утечки охлаждающей жидкости.
Крышки цилиндра сделаны из сфероидального углеродистого железа. Они прижаты к главному кольцу. Сверления в корпусе крышки цилиндра обеспечивают ее надежное охлаждение, а усиленные внутренние жесткости обеспечивают ее достаточную прочность.
В крышке цилиндра крышка цилиндра есть два входных отверстия для впускных клапанов и два для выхлопных, пусковой клапан, индикаторный кран и (если двигатель используется, как судовой) один предохранительный клапан. Форсунка располагается в центре между клапанами, в специальном рукаве, который обеспечивает ее охлаждение.
Для связи в крышки с коллектором выхлопных газов, воздушным коллектором, трубопроводами пускового воздуха и охлаждающей воды, используются замки быстрого крепления, которые облегчают обслуживание и ремонт элементов двигателя.
Крышка цилиндра накрыта сверху легкосъемным кожухом, что облегчает доступ к форсункам, коромыслам и клапанам.
2. Выбор и обоснование исходных данных для теплового расчета двигателя
Эксплуатационная мощность прототипа = 4320 кВт. Согласно заданию увеличиваем мощность на 5 %. = 4536.
Частота вращения n = 750 мин-1. Согласно заданию увеличиваем на 2,5 %, получаем n = 770 мин-1.
Степень сжатия е = 14,5.
Скорость поршня vp = 10,7 м/с.
Число цилиндров i = 9.
Отношение хода поршня к диаметру цилиндра S/D = 1.25
Температура и давление окружающей среды (Т0, р0). Давление и температура окружающей среды (атмосферного воздуха) принимается соответственно р0=0,1 МПа и Т0=288 К. У двигателей с наддувом параметры окружающей среды принимают равными соответствующим параметрам воздуха на выходе из компрессора, а при наличии промежуточного охлаждения воздуха - давлению и температуре воздуха за охладителем. Согласно эксплуатационным данным р0 = 0,39 МПа, Т0 = 323 К.
Давление остаточных газов в цилиндре двигателя р r зависит от числа, размеров и расположения клапанов, сопротивления впускного и выпускного трубопроводов, фаз газораспределения, степени наддува, быстроходности двигателя и других факторов. Для двигателей с наддувом при наличии газовой турбины на выпуске Крr = (0,76…0,98), возьмем 0,9. Отсюда рr = 0,9р0 = 0,90,39 = 0,351 МПа.
Температура остаточных газов = 780 К.
Степень подогрева заряда на впуске для четырехтактных дизелей с наддувом ?Т = 5…10 К, принимаем ?Т = 5.
Коэффициент сопротивления с=в2 + овп учитывающий падение скорости свежего заряда после входа его в цилиндр и гидравлические сопротивления впускной системы двигателя, изменяется в пределах 2,5…4,0. Основное влияние на величину с оказывает частота вращения коленчатого вала. При увеличении n коэффициент увеличивается. Принимаем с = 3.
Средняя скорость воздуха в проходных сечениях впускных клапанов дизелей щвп = 30…70 м/с. Принимаем щвп = 50 м/с.
Показатель политропы сжатия n1. Расчет параметров процесса сжатия производится по условному среднему за процесс сжатия политропы n1, изменяющемуся в пределах n1 = 1,32…1,4. Принимаем n1 = 1,4.
Показатель политропы расширения n2. Расчет параметров процесса расширения производится с условно усредненным показателем n2. Для дизелей n2 = 1,18…1,28. Принимаем n2 = 1,19.
Коэффициент эффективного теплоиспользования оz представляет собой параметр, который учитывает потери теплоты в процессе сгорания. Для дизелей величина оz изменяется на номинальном режиме в пределах - 0,7…0,85. Возьмем оz = 0,75.
Степень повышения давления л = pz/pc. Согласно эксплуатационным данным pz = 19 МПа, pc = 16 МПа, отсюда л = 1.19.
Коэффициент полноты индикаторной диаграммы для дизелей ц = 0,92…0,95. Примем ц = 0,93.
Коэффициент избытка топлива б = 2,1.
Топливо - мазут состава С = 0,865 и Н = 0,122; низшая теплота сгорания Hu = 40000 кДж/кг; молекулярный вес mт = 300.
3. Тепловой расчет
Процесс газообмена.
Теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1 кг жидкого нефтяного топлива определяется по формуле:
где L0 - количество необходимого воздуха, кмоль
Плотность воздуха определяется по формуле:
где Rb - газовая постоянная.
Потери давления за счет сопротивления впускной системы можно определить из уравнения Бернулли, приняв нулевую скорость заряда на входе и пренебрегая изменением плотности заряда:
==0,0158 МПа
Давление в конце процесса впуска:
=МПа = 0,374 МПа
Коэффициент остаточных газов, характеризует качество очистки цилиндра от продуктов сгорания и определяется как отнош?/p>