Дизельный двигатель ЗМЗ-617 жидкостного охлаждения с разработкой системы топливоподачи
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
· вышесказанного, выбираем следующие параметры дизеля.
Номинальная частота вращения дизеля мин-1. Частота вращения коленчатого вала характеризует тип двигателя и его динамические качества.
Отношение хода поршня S к диаметру цилиндра D (S/D) - один из основных конструктивных параметров ДВС. Величину S/D определяем по заданной размерности двигателя: S = 87 мм, D = 94 мм. Значение хода поршня и диаметра цилиндра такие же, как и у прототипа. Таким образом .
Отношение радиуса кривошипа r к длине шатуна l также принадлежит к основным конструктивным параметрам ДВС. Двигатели с большими значениями l имеют меньшие габариты и массу, но увеличение значения l ведет к возрастанию боковой силы, прижимающей поршень к зеркалу цилиндра, что обусловливает снижение механического КПД и увеличение износа цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) двигателя. Кроме этого, при увеличении l также возрастают силы инерции второго порядка в кривошипно-шатунном механизме (КШМ) ДВС, что тоже нежелательно. Современные материалы и технология изготовления деталей ДВС позволяют достичь приемлемого соотношения габаритов и массы двигателя с его механическим КПД при относительно высоких значениях . Исходя из этого, принимаем:
тепень сжатия
-
называют отношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сгорания,
где Vа - объем надпоршневого пространства при положении поршня в НМТ, С - тот же объем при положении поршня в ВМТ.
e - параметр, характеризующий особенности конструкции и рабочего процесса двигателя.
Величина e определяет термический КПД термодинамического цикла ДВС, а следовательно и его эффективные показатели: среднее давление ре, мощность Ne и экономичность. Увеличение e до определенного предела сопровождается улучшением эффективных показателей, а также и пусковых свойств дизеля. При дальнейшем повышении они начинают ухудшаться. Целесообразность увеличения e в дизелях ограничивается началом существенного снижения механического КПД и ростом теплонапряженности деталей двигателя. Для обеспечения надежного самовоспламенения топливовоздушной смеси необходимо завышать степень сжатия на 1 - 2 единицы, так как относительно большие утечки рабочего тела через кольцевые уплотнения и более высокие относительные потери тепла в систему охлаждения приводят к снижению температуры заряда в конце сжатия. Учитывая вышесказанное, выбираем степень сжатия e = 19,5.
Коэффициент избытка воздуха
,
где GВ, кг - количество воздуха, действительно находящегося в цилиндре, ВО, кг - теоретически необходимое для полного сгорания цикловой подачи топлива, количество воздуха.
Так для дизельного топлива, состоящего по массе из 87% углерода, 12.5% водорода и 4% кислорода, величина GВО = 14.5 кг воздуха/кг топлива. Теоретически наибольшую литровую мощность при хорошей экономичности двигателя можно получить при a = 1. На практике не удается организовать полное сгорание топлива в цилиндре дизеля при a = 1 из-за невысокого качества смесеобразования, не позволяющего получать однородную гомогенную топливовоздушную смесь. Это приводит к тому, что сгорает смесь, обогащенная топливом, тогда как среднее значение a по объему цилиндра значительно больше единицы, то есть большая часть воздуха (30 - 60%) в сгорании не участвует. Это обусловливает сравнительно низкую литровую мощность дизелей. Современные достижения в области совершенствования РП дизелей с НВТ позволяют осуществлять качественное сгорание при
a= 1,4 1,7. Для номинального режима выбираем a=1,4.
Механический КПД, характеризующий долю (Ne) индикаторной мощности (Ni), развиваемой газами в цилиндре, отдаваемую двигателем потребителю:
,
где NМ - потери индикаторной мощности в ДВС.
Доля NМ индикаторной мощности в дизеле расходуется на:
-газообмен: очистку цилиндра от отработавших газов (ОГ) и наполнение его свежим зарядом (мощность насосных ходов);
-на трение в парах поршень - цилиндр, поршневые кольца - цилиндр, в шатунных и коренных подшипниках (мощность трения);
-на привод агрегатов (мощность агрегатов): механизма газораспределения, топливного насоса высокого давления (ТНВД), топливоподкачивающего насоса, масляного насоса системы смазки, генератора.
Оценить величины вышеуказанных потерь на стадии проектирования можно лишь ориентировочно, опираясь на статистические данные по двигателям такого класса. Для расчета принимаем значение hм=0.86 на режиме номинальной мощности. Высокое значение hм при значительной средней скорости поршня
Сm = Sn/30 = 0,094 . 4200/30 = 13,16 м/с
обусловливается относительно невысокими потерями на привод агрегатов (отсутствие распределительного вала).
Максимальное давление цикла рz принимаем равным 11 МПа на основании того, что дизель будет оборудован системой управления периодом задержки воспламенения, способствующей снижению жесткости рабочего процесса (скорости нарастания давления в цилиндре).
Нижеперечисленные параметры дизеля также трудно поддаются оценке на стадии проектирования, поэтому их величинами задаемся ориентировочно на основе статистических данных.
Для быстроходного четырехтактного выбираем следующие значения параметров:
-температура остаточных газов
Тr = 850 К;
-приращение температуры свежего заряда при наполнении
DТ = 15К;
-коэффициент сопротивления впускной системы, включающей в себя винтов?/p>