Исследование эксплуатационных особенностей современных судовых дизелей
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
извольных углах поворота коленчатого вала для современной электронной техники не представляет сложности. Это обстоятельство учтено в данной работе.
Связь перемещения поршня с углом поворота коленчатого вала
Для определения среднего индикаторного давления по классическим методом необходимо перестроить диаграмму в координатах в координаты , где - перемещение поршня, соответствующее углу поворота коленчатого вала . Известны приближенные формулы, связывающие перемещение и
Рис. 7.1 Схема перемещения поршня
Ниже приведена полученная точная формула и ее вывод
Построение эталонной диаграммы по принятой за эталон
Все расчеты в данной работе являются сравнительными и базируются на эталонной зависимости . На её основе получена эталонная диаграмма , по которой определено эталонное значение среднего индикаторного давления.
Для построения эталонной диаграммы принятую за эталон диаграмму разбиваем на сегменты ?? = 100, определяем ординаты полученных точек и по полученной ранее зависимости перемещения поршня от угла поворота коленчатого вала находим величины объема цилиндра.
Также был проведен анализ, результатом которого явился график, который представлен на рис…. На рисунке представлен график изменения погрешности определения среднего индикаторного давления от величины относительного шага разбивки
Определение оптимального интервала разбиения индикаторной диаграммы позволит упростить механизм считывания угла поворота коленчатого вала, так как таким образом мы увеличиваем до максимально допустимой величину интервала поворота коленчатого вала.
Рис.7.2 Таблица перестроения развернутой индикаторной диаграммы в диаграмму в координатах P-V
Рис.7.3 Таблица перестроения развернутой индикаторной диаграммы в диаграмму в координатах P-V
Определение среднего индикаторного давления по методом, изложенным в [2]
Метод основан на разложении развернутой индикаторной диаграммы в ряд Фурье. Для разложения в ряд Фурье мы разбиваем индикаторную диаграмму по оси абсцисс на 24 сегмента (по 150 поворота коленчатого вала). Далее с индикаторной диаграммы мы снимаем ординаты крайних точек интервалов и по известному алгоритму определяем среднее индикаторное давление.
Табл.7.4 Данные для применения метода, изложенного в [2]
Определение среднего индикаторного давления по величине среднего касательного усилия tср
В общем случае касательное усилие tср складывается из двух слагаемых: силы давления газов и силы инерции.
Графическое отображение представлено на следующем рисунке:
Рис.7.5 Схема усилий, действующих на поршень
При этом, величина усилия за цикл от сил инерции равна нулю.
Работу цикла можно определить по величине крутящего момента следующем образом:
В тоже время, работа цикла связана с индикаторным давлением:
Сопоставляя полученные выражения, получаем:
Окончательно получаем, что среднее индикаторное давление связано с величиной среднего касательного усилия следующим образом:
Данные и результат расчета по данному методу представлены в таблице:
Табл.7.6 Данные величины касательного усилия от угла поворота коленчатого вала
Определение среднего индикаторного давления по величине скорости поршня ?п
Работу цикла также можно выразить через скорость поршня следующим образом
Таким образом, зависимость для определения работы цикла имеет следующий вид
Работа цикла, связанная с индикаторным давлением имеет следующий вид
Табл.7.7 Определение работы цикла
8. Сравнительные данные по точности определения среднего индикаторного давления
Во всех сравнительных расчетах использованы одни и те же значения давлений . Поэтому результаты сравнительных расчетов характеризуют сравнительную по отношению к эталону точность определения среднего индикаторного давления различными методами.
Рис.8.1 Диаграмма для сравнения точности определения среднего индикаторного давления рассмотренными методами
На представленной диаграмме видно, что наименьшую величину погрешности определения среднего индикаторного давления имеет метод определения через работу цикла, связанной со скоростью поршня.
двигатель судовой дизель цилиндр
9. Выводы дипломной работы
По результатам проведенных исследований был получен ряд новых зависимостей:
-зависимость изменения диаметра цилиндра двигателя от изменения частоты вращения коленчатого вала двигателя.
-Зависимость изменения удельного расхода топлива с увеличением давления наддува
-Зависимость изменения среднего эффективного давления от увеличения давления наддува
-Топливная характеристика судовых дизелей V поколения
-Формула ограничительной характеристики по термическим нагрузкам для современных двигателей
Полученные зависимости рекомендуется использовать при проектировании дизелей, в частности при курсовом проектировании.
Было сделано заключение о повышении экономичности современных судовых двигателей. Отмечен значительный рост термической напряженности ди