Курсовая работа: Четырехтактный дизель для грузового автомобиля

Максимальная высота диаграммы (точка z)

pz/Mp=8.556/0.05=171.12 мм.

z'z=ОА/ (ρ-1) =11.5· (1,26-1) =2.99=3 мм.

Ординаты характерных точек:

pa/Mp=0,092/0,05=1,84 мм;

pc/Mp=4.283/0,05=85.66 мм;

pb/Mp=0,32893/0,05=6.58мм;

pr/Mp=0,105/0,05 =2,1 мм;

po/Mp= (рk=p0) =0,1/0,05=2 мм.

Построение политроп сжатия и расширения графическим методом:

а) для луча ОС принимаем угол а =15°;

б) tgB= (1+tga) n1-1=0.381; В=20° 49';

в) используя лучи ОД и ОС, строим политропу сжатия, начиная с точки с;

г) tgB= (1+tga) n2-1=0.350; В= 19° 14';

д) используя лучи ОЕ и ОС, строим политропу расширения, начиная с точки z; Теоретическое среднее индикаторное давление

pi’=F1*Mp/AB=2510*0,05/ (130) = 0.945МПа,

где F1=2510мм2 - площадь диаграммы acz (z’) ba на рис. Величина pi’=0.943МПа, полученная планиметрированием индикаторной диаграммы, очень близка к величине pi’=0,968 МПа, полученной в тепловом расчете.

Скругление индикаторной диаграммы осуществляется на основании следующих соображений и расчетов. Так как рассчитываемый дизель тихоходный (n=2100 об/мин), то устанавливаются следующие фазы газораспределения: начало открытия впускного клапана (точка r') устанавливается за 20° до прихода поршня в в. м. т., а закрытие (точка а") - через 46° после прохода поршнем н. м. т.; начало открытия выпускного клапана (точка b') принимается за 66° до прихода поршня в н. м. т., а закрытие (точка а') - через 20° после прохода поршнем в. м. т. Угол опережения впрыска q принимается равным 20° (точка с'), а продолжительность периода задержки воспламенения Dj1=8° (точка f).

В соответствии с принятыми фазами газораспределения и углом опережения впрыска определяем положение точек r', а', а", с', f и b' по формуле для перемещения поршня:

АХ= (АВ/2) [ (1-cosj) + (l/4) (1-cos2j)],

где l - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

Выбор величины l производится при проведении динамического расчета, а при построении индикаторной диаграммы предварительно принимаем l=0,264.

Расчеты ординат точек r', а', а", с', f и b' сведены в табл.2.

Таблица 2

Обозначение точек	Положение точек	jо	(1-cosj) +l (1-cos2j) /4	Расстояние АХ точек от в. м. т., мм.
b'	66° до н. м. т.	114	1,517	101.259
r'	20° до в. м. т.	20	0,076	5.1
а'	20° после в. м. т.	20	0,076	5.1
а''	46° после н. м. т.	134	1,763	117,7
с'	20° до в. м. т.	20	0,076	5.1
f	(20-8) ° до в. м. т.	12	0,028	1,9

Положение точки с" определяется из выражения

рc''= (1,15¸1,25) ·рс=1, 20·4,283=5,1396 МПа;

рc''/Мр=5,1396/0,05=102.79 мм.

Соединяя плавными кривыми точки r с а', c' с f и с" и далее с zд и кривой расширения, b' с b" (точка b'' располагается между точками b и а) и далее с r и r', получим скругленную действительную индикаторную диаграмму ra'ac'fc"zдb'b''r.

2. Тепловой баланс

Общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом:

Q0=Hи*Gт/3,6=42440*34.14/3,6=402473Дж/с;

Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 с:

Qе=1000*Ne,

Qe=1000*134.37=134370 Дж/с.

Теплота, передаваемая охлаждающей среде:

Qв=c*i*D1+2*m*nm* (1/a);

где с=0,45¸0,53 - коэффициент пропорциональности для четырехтактных двигателей. В расчете принято с=0,48; i - число цилиндров; D - диаметр цилиндра, см; n - частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин; m=0,6¸0,7 - показатель степени для четырехтактных двигателей. В расчете принято при n=2200 об/мин m=0,65.

Qв=0,53*6*131+2*0,65*22000,65* (1/1.4) =72200 Дж/с;

Теплота, унесенная с отработанными газами:

Qr= (Gт/3,6) *{М2*t - M1tk}.

Qr= (34.14/3,6) *{0,7315*31.6*490

0,5*29.09*20}=105565.9Дж/с,

где =23, 3 кДж/ (кмоль*град) - теплоемкость остаточных газов (определена по табл.3.9 методом интерполяции)

tr=Тr-273=763-273=490°С; =20,775 кДж/ (кмоль*град) –

теплоемкость свежего заряда определена по табл.3.6 для воздуха методом интерполяции при t0=Т0-273=293-273=20°С.

Неучтённые потери:

Qост= Q0- (Qe +Qв + Qr);

для дизеля без наддува Qост=402473- (134370+72200+105565) =90338 Дж/с.

Составляющие теплового баланса представлены в табл.3.

Таблица 3

Составляющие теплового баланса.	Дизель без наддува.
	Q, Дж/с.	q,%
Теплота, эквивалентная эффективной работе.	134370	33
Теплота, передаваемая охлаждающей среде.	72200	17
Теплота, унесенная с отработанными газами.	105565	26
Неучтенные потери теплоты.	90338	24
Общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом.	402473	100

2.1 Построение внешней скоростной характеристики дизеля

На основании теплового расчета, проведенного для режима номинальной мощности, получены необходимые величины параметров, необходимые для расчета и построения внешней скоростной характеристики.

Таблица 4

Частота вращения коленчатого вала n, об/мин		Параметры внешней скоростной характеристики
		Ne, кВт		ge, г/ (кВт*ч)	Мe, Н*м		GT, кг/ч
	2200		142.1	254		617.11	36.10

Удельный номинальный расход топлива:

gном = 1,2∙gмин, г/кВт∙ч;

gмин - минимальный удельный расход топлива, г/кВт∙ч;

gном = 1,2∙238 = 285,6 г/кВт∙ч;

Эффективная мощность для промежуточных значений:

Nex = Ne ном ∙  ∙ , кВт;

Ne ном - номинальная эффективная мощность, кВт;

 - рассчитываемые обороты ДВС, мин-1;

 - обороты ДВС при которых Ne = Ne мах, мин-1;

Эффективный крутящий момент для промежуточных значений:

Мех = 9554 ∙ , Н∙м;

Удельный расход топлива для промежуточных значений:

gех = gном ∙ , г/кВт∙ч;

Часовой расход топлива для промежуточных значений:

Gтх = gех ∙ Nex ∙ 10-3, кг/ч;

Коэффициент приспособляемости:

К =  -

приспособляемость ДВС к преодолению повышенных нагрузок.

nx, мин-1	nx/ne	(nx/ne) 2	Nex, кВт	Mex, Нм	gex, г/кВт·ч	Gex, кг/ч
400	0,2	0,0	25,6	611,1	371,6	9,5
450	0,2	0,0	29,3	621,0	364,1	10,6
500	0,2	0,1	33,0	630,3	356,8	11,8
550	0,3	0,1	36,8	639,0	349,9	12,9
600	0,3	0,1	40,6	647,1	343,2	13,9
650	0,3	0,1	44,5	654,6	336,8	15,0
700	0,3	0,1	48,5	661,5	330,7	16,0
750	0,3	0,1	52,4	667,8	325,0	17,0
800	0,4	0,1	56,4	673,4	319,5	18,0
850	0,4	0,1	60,4	678,5	314,3	19,0
900	0,4	0,2	64,3	683,0	309,4	19,9
950	0,4	0,2	68,3	686,8	304,8	20,8
1000	0,5	0,2	72,2	690,1	300,5	21,7
1050	0,5	0,2	76,1	692,7	296,5	22,6
1100	0,5	0,3	80,0	694,7	292,7	23,4
1150	0,5	0,3	83,8	696,2	289,3	24,2
1200	0,5	0,3	87,5	697,0	286,2	25,1
1250	0,6	0,3	91,2	697,2	283,4	25,8
1300	0,6	0,3	94,8	696,8	280,8	26,6
1350	0,6	0,4	98,3	695,8	278,6	27,4
1400	0,6	0,4	101,7	694,2	276,6	28,1
1450	0,7	0,4	105,0	692,0	275,0	28,9
1500	0,7	0,5	108,2	689,2	273,6	29,6
1550	0,7	0,5	111,3	685,8	272,6	30,3
1600	0,7	0,5	114,2	681,8	271,8	31,0
1650	0,8	0,6	116,9	677,1	271,3	31,7
1700	0,8	0,6	119,6	671,9	271,1	32,4
1750	0,8	0,6	122,0	666,1	271,3	33,1
1800	0,8	0,7	124,3	659,6	271,7	33,8
1850	0,8	0,7	126,4	652,6	272,4	34,4
1900	0,9	0,7	128,3	644,9	273,4	35,1
1950	0,9	0,8	129,9	636,7	274,7	35,7
2000	0,9	0,8	131,4	627,8	276,3	36,3
2050	0,9	0,9	132,7	618,3	278,2	36,9
2100	1,0	0,9	133,7	608,2	280,3	37,5
2150	1,0	1,0	134,5	597,6	282,8	38,0
2200	1,0	1,0	135,0	586,3	285,6	38,6
2250	1,0	1,0	135,3	574,4	288,7	39,0
2300	1,0	1,1	135,3	561,9	292,0	39,5
2350	1,1	1,1	135,0	548,8	295,7	39,9
2400	1,1	1,2	134,4	535,1	299,6	40,3
2450	1,1	1,2	133,5	520,7	303,9	40,6
2500	1,1	1,3	132,4	505,8	308,4	40,8

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6