Здесь можно найти образцы любых учебных материалов, т.е. получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Расчет теплового двигателя

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 20.05.2012. Сдан: 2011. Страниц: 8. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


ВВЕДЕНИЕ

 
 
     Основными задачами при расчете теплового  двигателя является: определение  его основных размеров; определение  сил, действующих на детали КШМ механизма; оценка топливо экономических  показателей  двигателя.
     Для этого производится тепловой расчет, кинематические и динамические показатели, а так же строится скоростная характеристика расчетным способом.
     Расчетным режимом является номинальная мощность и номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя.
 

    
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ  ОБЗОР 

     Двигатель Д-50 Минского тракторного завода представляет собой четырёхтактный четырёхцилиндровый дизель водяного охлаждения с разделённой  камерой сгорания (вихревая камера).
     Цилиндры  двигателя расположены вертикально  в ряд в едином блоке. Головка  блока – общая на все цилиндры. Коленчатый вал – пятиопорный. Коренные и шатунные подшипники изготовлены  из стальной ленты с алюминиевым  сплавом. На каждом поршне имеются три  компрессионных и два маслосъемных хромированных кольца. 
       Расположение клапанов - верхнее, по одному впускному и выпускному клапану на каждый цилиндр.
     Система охлаждения - открытого типа. Охлаждение двигателя с принудительной циркуляцией воды, осуществляемой центробежным насосом. Для регулировки температуры полы в системе охлаждения установлен термостат.
     Система смазки двигателя - комбинированная, с  масляным поддоном. Масло очищается полнопоточной реактивной центрифугой.
     Для очистки воздуха имеется комбинированный  воздухоочиститель, у которого первой ступенью является устройство для сухой инерционной очистки с автоматическим удалением пыли, а второй - масляный пылеуловитель с капроновыми кассетами.
     Очистка топлива осуществляется двумя соединенными последовательно пластинчатыми фильтрами грубой очистки и фильтром тонкой очистки, состоящим из трех сменных элементов из хлопчатобумажной пряжи.
     Регулятор числа оборотов коленчатого вала - всережимный. Запуск двигателя осуществляется электростартером. Для облегчения запуска имеются свечи накаливания и декомпрессионный механизм.
          Муфта сцепления на двигателе  отсутствует.
     Независимый отбор мощности не предусмотрен и с носка коленчатого вала не допускается.
     Двигатель Д-50 рекомендуется устанавливать  на экскаваторы, бульдозеры, погрузчики, самоходные катки, самоходные краны, асфальтоукладчики, распределители строительных материалов, ремонтеры.
     Таблица 1.1 

     Технические характеристики дизелей водяного охлаждения базовых модификаций двигателя  Д-260Т: дизелей Д-50, Д-240, СМД-80 

Показатели Д-50 Д-240 Д-260Т СМД-80
Завод-изготовитель Минский моторный завод Минский моторный завод Харьковский завод тракторных двигателей
Тип дизеля Четырехтактный  с непосредственным впрыском топлива
Тип камеры сгорания Полузакрытая  дельтовидная в поршне Открытая торообразная в поршне
Число и расположение цилиндров 4Р, вертикальное 6Р, вертикальное 8-V-90°
Степень сжатия 16 16 16 15
Эксплуатационная / номинальная мощность, л.с. (кВт) 45/50 75/77 145/150 250/265
Частота вращения, об/мин: номинальная
при Мкр max
 
 
1600 1000
 
 
2200 1400
 
 
2200 1500
 
 
2100 145-1650
Максимальный  крутящий момент, кгс·м (Н·м)
 
25 (245)
 
28 (274)
 
52,9 (518)
 
98 (960)
Запас крутящего момента, % 12 12 12 15
Сухая масса двигателя, кг 400 430 550 1100
Габаритные  размеры (длина?ширина?высота), мм 1021?656? ?1195
985?680? ?1270
1250?615? ?1230
1130?950? ?1210
Материал  вкладышей: коренных
шатунных
 
АО-20 АО-20
 
АО-20 АО-20
 
АО-20 АО-6
 
АО-20 АО-6
Тип турбокомпрессора Отсутствует Отсутствует ТКР-8,5 ТКР-11Н
Давление  наддува, кгс/см2 (МПа)
 
-               -
 
- -
 
1,5-1,65 (0,15-0,165)
 
1,6-1,7 (0,16-0,17)
Тип коленчатого  вала Пятиопорный, плоский, кованый, с разъемными противовесами Семиопорный, объемный, кованый, с отсъмными противовесами, с развалом колен 120° Пятиопорный, объемный, кованый, с цельными противовесами, с развалом колен 90°
Клапанный механизм Двухклапанный с плоским толкателем Двухклапанный с плоским толкателем Двухклапанный с плоским толкателем и одним кулачковым валиком
Топливный насос высокого давления (с подкачивающим  и ручным насосами) УТН-5 четырехсекционный, рядный УТН четырехсекционный, рядный УТН шестисекционный, рядный НД22/8Б5 двухсекционный, распределительного типа, с автоматической муфтой опережения впрыска
Регулятор С пусковым обогатителем Автоматическим  пусковым обогатителем С пусковым обогатителем
Угол  предварения впрыска, град Топливные фильтры:
предварительной очистки
тонкой  очистки
 
20 
 
ФГ-25
ФТ-105 с  двухступенча-тыми бумажными фильтрующими элементами
 
26 
 
ФГ-25
Одноступенчатый с тремя сменными бумажными элементами типа БФДТ
 
29 
 
ФГ-75
ФТ-150 с  двухступенчатым фильтрующим элементом
 
23-25 
 
ФГ-75
ФТ-150 с  двухступенчатым фильтрующим бумажным
элементом
Форсунки ФШ6-2, закрытого  типа с фиксирован-ным однодырчатым распылителем ФД-22, закрытого  типа с фиксиро-ванным четырех-дырчатым распылителем ФД-22, закрытого  типа с фиксиро-ванным четырех-дырчатым распылителем ФД-22, закрытого  типа с фиксиро-ванным четырех-дырчатым распылителем
Давление  впрыска, кгс/см2 (МПа) 135+5 
  (13,6-1)
175+5 (17,2+0,5) 175+5 (17,2+0,5) 175+5(14,7+0,5)
Воздухоочиститель Сухого типа: мультициклон с эжекционным отсосом  пыли, основной и предохраните-льный  фильтр-патроны Инерционно-масляного  типа:моноциклон противоточного типа и инерцион-но-масляная ступень Сухого  типа: мультициклон с эжекционным  отсосом пыли, основной и предохраните-льный  фильтр-патроны Инерционно-масляного  типа: моноциклон противоточного типа и инерционно-масляная ступень
Применяемое масло: летом
зимой
 
ДС-11          ДС-8
 
М-10Г2 М-8Г2
 
М-10Г2 М-8Г2;М-8Д
 
М-10Г2;М-10Д М-8Г2;М-8Д
Система смазки Комбинированная, под давлением от масляного насоса и разбрызгиванием
Маслоохладитель (воздушно-масляный радиатор) Двухрядный Двухрядный Секционный, трубчатый, пластинчатый Двухрядный
Масляный  насос (шестеренный с приводом от коленчатого вала)  Односекционный  Односекционный Односекционный Односекционный
Подача  насоса, л/мин 36 36 67 108
Масляный  фильтр (пол-нопоточная масляная центрифуга) Бессопловая, 3 типоразмера Бессопловая, 3 типоразмера Бессопловая, 3 типоразмера Реактивная, V типоразмера. Дополнительно перед турбокомп-рессором устанав-ливают масляный сетчатый фильтр
Объем системы смазки, л 15 15 13 30
Давление  в системе смазки, кгс/см2 (МПа) 1-2 (0,1-0,2) 2,5-3 (0,25-0,3) 2,5-4 (0,25-0,4) 2,5-4 (0,3-0,5)
Расход  масла в процентах к расходу  топлива в том  числе на угар
 
1,5 0,8
 
2 0,8
 
1,5 0,8
 
1,6 0,8
Система охлаждения: тип
Жидкостная, закрытого типа с принудительной циркуляцией воды
подача  насоса, л/мин 150 120 320 440
объем системы, л 20 19 31 64
Регулирование теплового состояния Термостатичес-кое  и шторкой перед радиато-ром Автоматическое  с помощью отклю-чаемого вентиля-тора Термостатичес-кое  и шторкой перед радиато-ром Термостатическое  и шторкой перед радиатором
Контроль  теплового состояния Температура воды и масла на выходе из дизеля не выше 100°С
Вентилятор: тип
 
Осевой, всасывающего типа, с клиноременным  приводом, шестилопастной
диаметр, мм 510 460 510 680
производительность, м3 12000 5300 13800 19900
Пусковое  устройство Электростартёр  СТ 212 Электростартер  СТ 212А с электрофакель-ным подогревате-лем  с дистацион-ным управлением Электростартер  СТ 212А с электрофакель-ным подогревате-лем  с дистацион-ным управлением Электростартер  СТ-103
Устройство  предпусковой подготовки ПЖБ-22 ПЖБ-220А ПЖБ-200А ПЖД-44
Срок  службы дизеля, мотто-часов 4000 6000 6000 6000
Гаситель  крутильный колебаний   Демпфер жидкостного  трения    
 

    Тепловой  расчет двигателя
 
     При тепловом расчете вновь проектируемого двигателя предварительно рассчитывают параметры действительного цикла, строят индикаторную диаграмму и  определяют основные размеры: диаметр  и ход поршня.
     Исходными данными для расчета являются: Ре - мощность (номинальная), nн - частота вращения (номинальная), e - степень сжатия.
     В ходе расчета необходимо задаваться некоторыми коэффициентами, принимая во внимание данные по существующим двигателям. Причем, следует обратить внимание, что результаты расчета двигателя  значительно зависят от совершенства оценки принятых коэффициентов, учитывающих  особенности проектируемого двигателя. 

     ИСХОДНЫЕ  ДАННЫЕ: 

Номинальная мощность: 36,8 кВт
Номинальная частота  вращения: 1600 мин-1
Число и расположение цилиндров: 4-Р
Степень сжатия: 16
S/D = 1,137
D = 110 мм; S = 125 мм
Рабочий объём: 4,75 л
Скорость поршня: 6,7 м/с
Среднее эффективное  давление при ном. мощности: 0,581 МПа
Минимальный удельный расход топлива: 265 г/кВт*ч
 
 

2.1. Процессы впуска и  выпуска

 
     Зададимся значениями: То; ро; Тr ; рr; DТ; ра.
     Температура То и давление ро окружающей среды принимаются в соответствии со стандартными атмосферными условиями:
     То=273+25=298 К;   ро = 0,1 МПа.
     Температура Тr и давление рr остаточных газов зависят от частоты вращения и нагрузки двигателя, сопротивления выпускного тракта, способа наддува.
Для двигателей с газотурбинным наддувом:
    рr=(0,75…0,95)рк,,
давление  наддувочного воздуха  рк для существующих двигателей:
     рк=(1,5…2,2)ро
     рк=2·0,1=0,2
     pr=0,2·0,8=0,16
     Температура остаточных газов зависит в основном от коэффициента избытка воздуха a, степени сжатия e, частоты вращения коленчатого вала, нагрузки. Значения Тr для дизельных двигателей - 600…900 К, выберем Тr = 600 К.
     DТ - степень подогрева свежего заряда во впускном тракте принимается в следующих пределах:
     для двигателей с наддувом  - 0…10 ; выберем DТ = 100.
     Давление  в конце впуска ра принимается из следующих соотношений:
     для дизелей с наддувом - ра= рк - Dра, > ра = 0,2 – 0,01=0,19 (МПа)
     У двигателя потери давления Dра за счет сопротивления впускного тракта находятся в пределах:
     для дизелей с наддувом - (0,03…0,1)рк;> Dра = (МПа)
     Определяем  величину: gr (коэффициент остаточных газов), Тa (температура конца наполнения) и hv (коэффициент наполнения) по следующим формулам:
                                                        (1.1)
     
       (                                              (1.2)
      (К)
                                                    (1.3)
     
Температура воздуха  за компрессором:
                                                       
             
     В зависимости от принятого значения коэффициента избытка воздуха a = 1,3 определим массу свежего заряда, введенного в цилиндры двигателя:
     М1 = a lо /29 кмоль,
     М1 = 1,8·14,5 /29 = 0,9 (кмоль);
     где: lo = 14,5 кг. воздуха/кг. топлива – для дизельного двигателя.
     Масса воздуха в кмолях: Lo = lo/29; Lo = 14,5/29=0,5; (29 –масса 1 кмоль воздуха).
 

2.2. Процесс сжатия

     Определяем  параметры процесса сжатия: n1; рс; Тс; Мс.
     Показатель  политропы сжатия п1 определяем из соотношения:
     n1 = 1,41 – 100/nн                                                   (1.4)
     n1 = 1,41 – 100/1600=1,35;
     где nн – номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, об/мин.
     Давление  конца сжатия:
                                                               (1.5)
      (МПа)
     Температура конца сжатия:
      .                                                     (1.6)
      (К)
     Масса рабочей смеси в конце сжатия:
      ,                                   (1.7)
      (кмоль)
     Теплоемкость  рабочей смеси в конце сжатия:
     Сv.c=20,16+1,74?10 -3Тс,                              (1.8)
     Сv.c=20,16+1,74?10 -3 ·1004,7=22 (кДж/(кмоль град)) 

 

2.3. Процесс сгорания

 
     Определим массу продуктов сгорания в цилиндрах  двигателя:
    a?1,0; ,                    (1.9)
      ( )
     где: С = 0,87; Н = 0,125 – элементарный состав топлива для дизеля (ориентировочно).
     Определяем  температуру газов в цилиндре в конце процесса сгорания из уравнений:
    для бензинового двигателя 
              (1.10)
      ;
     71168,58 = 1,03· ;
     где:   Сvz – теплоемкость продуктов сгорания при постоянном давлении:
     Сpz =(20,2 + 0,92/a) + (15,5 + 13,8/a) 10 –4 Тz +8,314                             (1.11)
     Срz =(20,2 + 0,92/1,8) + (15,5 + 13,8/1,8) 10 –4 Тz+8,314   
     Сpz =29,025+0,0023 Тz;
     m -коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси в ходе сгорания m= ,   m=1,03; (значения m находятся в пределах 1,01…1,1);
     x - коэффициент использования теплоты в ходе сгорания, для дизельных двигателей - x=0,7…0,9;
     Нu- низшая теплотворная способность топлива:
     для дизеля -
     Уравнение (1.10) после подстановки соответствующих  значений решаем как квадратное уравнение:
     А Тz2 + В Тz + C =0,
     0,0023 Тz2+29,025 Тz – 71168,58 = 0;
     Tz =

     Tz1 = ;
     Tz = 2103,3 (К) 
 

     Определяем  максимальное давление газов в цилиндре по формуле:
     для дизельных двигателей ,                                       (1.12)
     рz = 1,5·8 = 12 (МПа);
    Степень повышения давления для дизельных  двигателей:
    l = рz с                                                             (1.13)
    l = 12/8 = 1,5 

 

      Процесс расширения
 
     Определяем  параметры процесса расширения: n2; рb; Тb.
     Показатель  политропы расширения n2 определяем из соотношения:
     n2 = 1,22 + 130 / nн.                                                   (1.14)
     n2 = 1,22 + 130 / 1600 = 1,3
     Давление  и температура конца расширения:
     для дизельных двигателей                                       (1.15)
      (МПа)
     
                                                       (1.16)
      (К) 

 

2.5. Индикаторные показатели  цикла

 
     Определяем  среднее индикаторное давление (теоретическое) газов для дизельного двигателя:    (1.17)
     (МПа)
     Определяют  среднее индикаторное давление (действительное) газов:
     pi = jп р11,   pi = 0,96·1,315 = 1,26 МПа;
     где jп – коэффициент полноты индикаторной диаграммы, учитывающий ее округление в ВМТ и НМТ, как результат наличия фаз газораспределения, угла опережения впрыскивания топлива или зажигания, а также скорости сгорания топлива. Значения jп принимаются для дизельных двигателей 0,9…0,96,
     Определяем  индикаторный КПД цикла:
                                                 (1.18)
     
     Определяем  индикаторный удельный расход топлива:
                                             (1.19)
      ( ) 
 
 

 

2.6. Эффективные показатели двигателя

 
     Определяем  среднее давление механических потерь:
                                                        (1.20)
       (МПа);
     где: - средняя скорость поршня, = 0,105 и = 0,012 - эмпирические коэффициенты.
     Определяем  среднее эффективное давление газов:
                                                                    (1.21)
      (МПа)
     Определяем  механический КПД двигателя:
                                                                        (1.22)
     
     Определяем  эффективный КПД двигателя:
                                                               (1.23)
     
     Определяем  удельный эффективный расход топлива:
                                                                  (1.24)
      ( ) 
 
 
 
 
 
 

2.7. Определение основных размеров  двигателя

 
     Определяем  рабочий объем одного цилиндра по заданным значениям мощности, частоты  вращения и расчетному значению среднего эффективного давления газов (ре):
                                                         (1.25)
      (л)
     где l - число цилиндров двигателя, - тактность двигателя (t = 4).
     Выбираем  отношение хода (S) поршня к диаметру (D) по прототипу двигателя и задаёмся = 1,2:
      , мм;        S = (S/D) ? D                        (1.26)
      (мм); S = 1,137? 90=102 (мм)
     Результаты  теплового расчета занесём в  таблицу 2.1 и выполним краткий анализ с точки зрения соответствия показателей рассчитываемого двигателя показателям двигателей, приведенных в приложении.
     Таблица 2.1.
     Характеристика  двигателей
Параметры двигателя
Ре, кВт
nн,

e D, мм
S, мм
Vл, Л
Рл,

bе,

Прототип 36,8 1600 16 110 125 1,137 4,75 7,74 265
Проектир. 36,8 1600 16 90 102 1,137 2,56 14,4 230
 

     3. Построение расчетной  индикаторной диаграммы

 
     В начале построения на оси абсцисс  откладываем отрезок АБ, соответствующий  рабочему объему Vh,, а по величине равный ходу поршня в масштабе Мs, который в зависимости от величины хода поршня может быть принят 1:1; 1,5:1; 2:1. Тогда отрезок ОА, соответствующий объему камеры сгорания Vс будет равен:
     АБ = 102 мм
     ОА =AБ/ (e - 1)                                                           (2.1)
     ОА =102/(16 - 1) = 7 мм
     При построении диаграммы выбираем масштаб  давлений: Мр=(0,05…0,025) МПа /мм. С учетом масштабов наносим точки: r, a, c, z, b.
     Для построения политроп сжатия и расширения необходимо рабочий объем Vh (отрезок АБ) разделить на 6…8 интервалов (ближе к ВМТ интервалы необходимо уменьшить) и определить соответствующие величины давлений рх, заменив отношение объемов отношением отрезков в мм по уравнениям:
     для процесса сжатия -                                               (2.2)
      (МПа)
     для процесса расширения -                                  (2.3)
      (МПа) 
     Полученные  значения сведены в таблицу 2.2:
 

                      Таблица 2.2 

     Расчёт  индикаторной диаграммы
     
Значения  OX Значения Px для процесса сжатия Значения Px для процесса расширения
OX1 = 24 Px1 = 1,5 Px1 = 3,6
OX2 = 41 Px2 = 0,7 Px2 = 1,8
OX3 = 58 Px3 = 0,4 Px3 = 1,1
OX4 = 75 Px4 = 0,3 Px4 = 0,8
OX5 = 92 Px5 = 0,2 Px5 = 1,4
 
     После планиметрирования площади индикаторной диаграммы расчетного цикла соответствующего двигателя определяем среднее индикаторное давление газов:
                                                      (2.4)
     pi =3990·0,05/102 = 1,28(МПа);
     где: Мр - масштаб давлений (МПа/ мм), Fd- площадь диаграммы в
 

 
 

Рис.3.1. График индикаторной диаграммы
 

3.1.Построение регуляторной  характеристики дизеля 
 

      Для дизелей тракторного типа, используемых в качестве энергетических  установок землеройных и строительно-дорожных  машин, работающих в основном  на регуляторе строится регуляторная  характеристика .
      Регуляторной характеристикой называется  графическая зависимость часового  ВТ и удельного расходов топлива bе, частоты вращения коленчатого вала n и вращающего момента Те от эффективной мощности.
Регуляторная  характеристика является частным случаем  скоростной характеристики, применительно  к дизелям тракторного типа,  для ее расчета и построения используются формулы (34)…(38).
    Порядок построения регуляторной  характеристики дизеля следующий:
а. По оси абсцисс откладывают значения мощности, полученные по формуле (34), причем фиксируются номинальная мощность Ре.н и мощность, соответствующая максимальному моменту Ре.Т .
б.  Проводят прямые, характеризующие зависимости частоты вращения n, вращающего момента Те, часового расхода топлива ВТ от мощности Ре в диапазоне от nхх.мах до nн, что соответствует работе двигателя на регуляторной ветви (рис.4).
в.  Значения bе на регуляторной ветви определяют по формуле: ,
где ВТ и Ре берутся при 2…3 промежуточных значениях n (рис.4).
г.  Проводят кривые значений n,Te,BT, be в функции от Ре в диапазоне от nн до nТ на корректорной ветви характеристики двигателя (данные для расчетов берутся из табл.8). 
 
 
 
 
 

 

Таблица 3.1. 

Показатели  двигателя для построения регуляторной характеристики
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.