Двигатель мощностью Ne=100 кВт для привода генератора
Курсовой проект - Транспорт, логистика
Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика
ешая относительно , получаем:
Т.к. для дизелей лежит в пределах 1800 - 2200К, то найденное = 1937,78 К является допускаемым.
2.4 Расчет процесса расширения
Степень предварительного расширения определяется равенством:
;
Степень последующего расширения :
;
;
;
Средний показатель политропы расширения принимаем в первом приближении :
;
Во втором приближении :
;
Во третьем приближении :
;
В итоге принимаем: .
Давление в конце расширения:
;
Температура в конце расширения:
.
Проверка по формуле Мазинга:
;
Т.к. разница , то найденные значения соответствуют требованиям.
2.5 Индикаторные показатели двигателя
Среднее индикаторное давление теоретического цикла:
Среднее индикаторное давление действительного цикла:
Индикаторный к.п.д.:
Удельный индикаторный расход топлива:
2.6 Эффективные показатели двигателя
Среднее эффективное давление:
;
Эффективный КПД:
;
Удельный эффективный расход топлива:
.
2.7 Выбор основных размеров рабочего цилиндра
Двигатель четырехтактный, 6-и цилиндровый, мощностью 100 кВт. Номинальная мощность достигается при частоте вращения коленчатого вала n = 1500 об/мин.
Компоновка: рядная.
Литраж двигателя:
Рабочий объем одного цилиндра:
;
Принимаем отношение S/D=1,11.
Диаметр цилиндра:
;
Ход поршня:
.
Проверка значения механического КПД:
, где - среднее давление механических потерь;.
Средняя скорость поршня: ;
, следовательно, можно сделать вывод, что выбранное значение механического КПД соответствует расчетному.
Литровая мощность двигателя:
Часовой расход топлива:
.
Определение объёмов в характерных точках:
Для четырёхтактного двигателя объём камеры сгорания:
;
Объём в начале сжатия:
;
Объём цилиндра в точке z:
.
3. Динамический расчет двигателя
.1 Определение ПДМ и НВМ
По данным прототипа принимаем:= 265 мм.
.
Поршневой комплект совершает прямолинейное возвратно - поступательное движение вдоль оси цилиндра. Условно предполагается, что масса сосредоточена в точке пересечения оси поршневого пальца с осью цилиндра.
Масса поршневого комплекта:
.
Шатунный механизм совершает сложное плоскопараллельное движение.
В случае индивидуального шатуна его масса условно заменяется двумя статически эквивалентными массами:
Рис. 1 - Распределение масс
Масса шатунного механизма:
.
Определим массы и :
;
;
;
,
где mшs - масса условно сосредоточенная в центре поршневой головки шатуна, совпадающей с точкой пересечения оси поршневого пальца с осью цилиндра и совершающей прямолинейное возвратно-поступательное движение вдоль оси цилиндра совместно с поршневым комплектом; mшR - масса условно сосредоточенная в центре подшипника кривошипной головки шатуна, совпадающей с центром сопряженной шатунной шейки и совершающая вращательное движение вокруг оси коленчатого вала с постоянной угловой скоростью.
Коленчатый вал двигателя и входящие в его состав массы каждого колена совершают вращательное движение с постоянной угловой скоростью. Неуравновешенная масса колена, состоящая из массы шатунной шейки и массы 2х щёк, приводится к радиусу кривошипа R. При этом масса шатунной шейки не требует приведения т.к. находится на расстоянии R от оси коленчатого вала.
Коленчатый вал - стальной, кованый, полноопорный.
Рис. 2 - Участок коленчатого вала
Определим массу шатунной шейки и щеки:
;
;
где - радиус шатунной шейки коленчатого вала,
- радиус канала в коленчатом валу, служащего для подачи масла,
- длина шатунной шейки,
- ширина щеки,
- расстояние от оси вращения вала до центра тяжести щеки,
- радиус щеки.
Приведём неуравновешенные массы колена к радиусу кривошипа:
Таким образом, определим ПДМ и НВМ:
ПДМ:
НВМ:
3.2 Построение индикаторной диаграммы, диаграммы Брикса и диаграммы Толле
Построение индикаторной диаграммы:
Таблица 1 - Данные для построения индикаторной диаграммы
?SxVxVa?xpcxpbx-1801800,14320,0019070,0020391,0000,0890,303-1601600,14000,0018640,0019971,0630,0970,327-1401400,13040,0017370,0018691,1350,1060,355-1201200,11470,0015270,0016591,2790,1250,411-1001000,09340,0012440,0013761,5420,1620,518-90900,08130,0010820,0012151,7470,1920,605-80800,06850,0009130,0010452,0310,2360,729-60600,04310,0005730,0007063,0070,4051,185-40400,02070,0002760,0004095,1900,8572,331-20200,00540,0000730,00020510,3422,2095,477?z0,00140,0000180,00015114,0413,3638,00000,00000,0000000,00013315,9964,0239,402
Построение бицентровой диаграммы Брикса.
Определение поправки Брикса:
Построение диаграммы сил инерции ПДМ (диаграммы Толле).
Площадь поршня:
;
Параметр .
Отрезок АС:
Отрезок ВD:
Отрезок FE:
Рис. 3 - Индикаторная диаграмма, диаграмма Брикса и диаграмма сил инерции ПДМ
3.3 Построение развернутой диаграммы
Переход от обычной индикаторной диаграммы к развёрнутой осуществим с помощью бицентровой диаграммы Брикса, устанавливающей зависимость положений поршня по его ходу от величины угла ? поворота кривошипа с учетом конечной длины шатуна (поправка ОО1). На диаграмме представим удельные значения сил давления газов Pr, сил инерции ПДМ Pj и результирующую удельную силу (Pr-Po+Pj).
Таблица 2 - Данные для построения развернутой диаграммы
?PrPr-PoPjPr-Po+PjградМпаМпаМпаМ