• RU
  • icon На проверке: 11
Меню

Тепловой расчет д245

  • Добавлен: 20.09.2015
  • Размер: 51 KB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Целью данного теплового расчета является модернизация двигателя ММЗ Д245.12, для улучшения технико-экономических показателей.

Состав проекта

icon d245.12-teplovoy-raschet-.docx

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon d245.12-teplovoy-raschet-.docx

Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
«Тепловой расчёт ДВС»
(подпись дата) ( инициалы фамилия)
номер группы номер зачетной книжки подпись дата инициалы фамилия
Описание особенностей прототипа ДВС
Тепловой расчет двигателя
Использованная литература
Автомобильные двигатели – сложные технические устройства. В результате длительного периода развития они в настоящее время обладают высокой степенью совершенства и приемлемыми мощностными и экономическими показателями а также достаточно надёжны в работе. Однако необходимость повышения эффективности использования автомобилей требуют дальнейшего совершенствования как самих автомобилей так и их силовых установок.
К современным автомобильным двигателям предъявляються следующие требования:
- развитие необходимой мощности при различных скоростях движения автомобиля хорошая приёмистость при трогании автомобиля и изменении его рабочих режимов;
- максимальная экономичность на всех режимах работы;
- низкая себестоимость;
- высокая удельная мощности;
- удобство в эксплуатации при техническом обслуживании и ремонте;
- надёжность работы;
- низкая степень токсичности отработавших газов;
- перспективность конструкции позволяющая призводить её дальнейшую модернизацию.
Целью данного теплового расчета является модернизация двигателя ММЗ Д245.12 для улучшения технико-экономических показателей.
Таблица 1.1 - Технико-экономические параметры двигателя ММЗ Д245.12.
Рабочий объем см3 (л)
Крутящий момент максимальный Нм
Средняя скорость поршня мc
Минимальный удельный расход топлива гкВт ч
На автомобильном транспорте применяют дизельные двигатели.
Прототипом модернизируемого двигателя служит дизельный четырехтактный двигатель ММЗ Д245.12 устанавливаемый на грузовых автомобилях ЗиЛ-130ЗиЛ-131 и имеющий свои характерные особенности.
Тепловой расчет позволяет с достаточной степенью точности аналитическим путем определить основные параметры вновь проектируемого двигателя а также проверить степень совершенства действительного цикла реально работающего двигателя.
Выбор исходных данных для расчета.
Тип двигателя-дизельный четырехтактный мощность NH=825кВт при n = 2450 с-1 (по заданию кафедры).
Конструктивная схема двигателя – L4 (L- рядный 4 цилиндровый).
- элементарный состав дизельного топлива в массовых долях С=0870; Н=0126 ; O=0004(таблица 3.4 [2]);
- молекулярная масса и теплота сгорания
Степень сжатия = 17 (по прототипу).
Параметры рабочего тела.
1. Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива:
Коэффициента избытка воздуха = 17.
2. Количество горючей смеси:
Где - количество горючей смеси;
- молекулярная масса паров топлива;
- коэффициента избытка воздуха = 16;
3. Количество отдельных компонентов продуктов сгорания:
4. Общее количество продуктов:
++ 088 кмольпр.сгкгтопл
5.Параметры окружающей среды и остаточные газы:
Атмосферные условия :
Давление окружающей среды для дизелей:
Температура окружающей среды для дизелей:
6. Температура и давление остаточных газов:
Достаточно высокое значение = 17 дизеля без наддува снижает температуру и остаточных газов а повышенная частота вращения коленчатого вала несколько увеличивает значения и рr При наддуве температурный режим двигателя повышается и увеличивает значения Тr и рr Поэтому можно принять для дизелей:
Процесс впуска. Температура подогрева свежего заряда Рассчитываемый двигатель не имеет специального устройства дли подогрева свежего заряда. Однако естественный подогрев заряда в дизеле без наддува может достигать 15 - 20 °С Поэтому принимаем для дизелей: без надува ΔT= 20 °С.
1.Плотность заряда на впуске:
Где Pк- давление окружающей среды
- удельная газовая постоянная
-температура окружающей среды
2. Потери давления на впуске:
У четырехтактных двигателей без надува величина ΔPa колеблется в пределах (003-018)
3 Давление в конце впуска
3 Коэффициент остаточных газов:
Коэффициент остаточных газов характеризует качество очистки цилиндра от продуктов сгорания. С увеличением уменьшается количество свежего заряда поступающего в цилиндр двигателя в процессе впуска
4. Температура в конце впуска
5. Коэффициент наполнения:
Где температура окружающей среды
Давление в конце впуска
температура подогрева свежего заряда
Средние показатели адиабаты и политропы сжатия. При работе дизеля на номинальном режиме можно с достаточной степенью точности принять показатель политропы сжатия приблизительно равным показателю адиабаты который определяется по номограмме (см. рис. 4.4)стр 73.
1. Давление и температура в конце сжатия:
2. Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия:
Б) остаточных газов (определяется по таблице 3.9методом интерполяции) при α=17 и c
=[1(1+0030)][22705+003*24386]=22756
1. Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси в дизелях:
2. Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси в дизелях:
=((1037+003)(1+003)=1036
3. Теплота сгорания рабочей смеси в дизелях
4. Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания в дизелях:
из таблицы 3.6 подсчитана методом интерполяции.
=(1088)[00725(39123+000334923847+000183
Коэффициент использования теплоты: для современных дизелей с неразделенными камерами сгорания и хорошо организованным струйным смесеобразованием можно принять а при наддуве в связи с повышением теплонапряженности двигателя и созданием более благоприятных условий для протекания процесса сгорания -
Степень повышения давления в дизеле в основном зависит от величины цикловой подачи топлива. С целью снижения газовых нагрузок на детали кривошипно-шатунного механизма целесообразно иметь максимальное давление сгорания не выше 11-12 мПа. В связи с этим целесообразно принять для дизеля с неразделенными камерами сгорания λ=2 а с наддувом λ=15.
5. Температура в конце в конце сгорания:
6422754+8315*15]798+2270*(15-1036)=1036(32162+000183) или 0008961+-70860=0
6. Максимальное давление сгорания:
7. Степень предварительного расширения:
ρ=(λ)=1036*2192(15*1071)=141
1. Степень последующего расширения:
2. Средние показатели адиабаты и полтропы на номинальном режиме можно принять показатель политропы расширения с учетом достаточно больших размеров цилиндра несколько меньше показателя адиабаты расширения который определяется по номограмме (см. рис. 4.9)
При = 1206; = 2192 и α=17
3. Давление и температура в конце расширения:
Индикаторные параметры рабочего цикла.
1.Теоретическое среднее давление:
2. Среднее индикаторное давление:
Где коэффициент полноты диаграммы принят =095
3. Индикаторный КПД:
4. Индикаторный удельный расход топлива:
=3600(4244*0467)=182 г(квт*ч)
Эффективные показатели двигателя.
Средняя скорость поршня:
где S – ход поршня мм;
n – частота вращения коленчатого вала обмин.
1. Среднее давление механических потерь
=0089+00118=0089+00118*10=0207 МПа
2. Среднее эффективное давление и механический КПД:
3. Эффективный КПД и эффективный удельный расход топлива:
=3600(4244*0373)=227 г(квт*ч)
Основные параметры цилиндра и двигателя.
1. Литраж двигателя:
Где - выражено в кВт;
- Среднее эффективное давление;
2. Рабочий объем цилиндра
Диаметр и ход поршня дизеля как правило выполняются с отношением хода поршня к диаметру цилиндра SD1. Уменьшение SD для дизеля снижает скорость поршня и повышает В связи с этим целесообразно принять SD=1136:
S=D*(SD)=1044*1136=1186
Окончательно принимаем D=104; S=118мм.
По окончательно принятым значениям D и S определяются основные параметры и показатели двигателя:
3. Эффективная мощность:
n(30)=0996*401*245030*4=815 кВт
4. Эффективный крутящий момент:
(*n)=3*815(3.14*2450)=3178 Н*м
5. Часовой расход топлива:
Построение индикаторной диаграммы:
Масштаб хода поршня =1 мм.
Масштаб давлений- в мм.
Приведенные величины рабочего объема цилиндра и объема камеры сгорания соответственно:
AB=S=1181=118 м; OA= AB(-1)=11817-1=7.38 мм
Максимальная высота диаграммы (точки z и z) и положение я по оси абсцисс
zz=OA(p-1)=738(141-1)=3033мм
Ординаты характерных точек:
Построение политроп сжатия и расширения аналитическим способом:
Для построения политропы сжатия определяем давление в 6 произвольных точках:
Для построения политропы расширения определяем давление в 6 произвольных точках:
Скругление индикаторной диаграммы осуществляется на основании следующих соображений и расчетов. Фазы газораспределения выбираются как у прототипа. В связи с этим начало открытия впускного клапана (точка r’) устанавливается за 16° до прихода поршня в в.м.т. а закрытие (точка a’’) через 46° после прохода поршнем н.м.т.; начало открытия выпускного клапана (точка b’) принимается за 56° до прихода поршня в н.м.т. а закрытие (точка a’) через 18° после прохода поршнем в.м.т. Учитывая быстроходность двигателя угол опережения впрыска принимается равным 20°(точка c’) а продолжительность периода задержки воспламенения 8° (точка f).
AX=(AB2)[(1-cosφ)+(λ4)(1-cos2φ)]
где λ-отношение радиуса кривошипа к длине шатуна. Выбор величины λ производится при проведении динамического расчета а при построении индикаторной диаграммы ориентировочно устанавливаем λ=0270.
AX=(1182)[(1-cos16)+(02704)(1-cos2*16)]= 59[(0.0387)+0.0675(0.152)] = 2.89 мм (r’)
AX=(1182)[(1-cos18)+(02704)(1-cos2*18)]= 59[(00489)+0.0675(0191)] = 365мм (a’)
AX=(1182)[(1-cos46)+(02704)(1-cos2*46)]= 59[(0305)+0.0675(1035)] = 2212 мм (a’’)
AX=(1182)[(1-cos56)+(02704)(1-cos2*56)]= 59[(0441)+0.0675(1375)] = 3149 мм (b’)
AX=(1182)[(1-cos20)+(02704)(1-cos2*20)]= 59[(006)+0.0675(0204)] = 447мм (c’)
AX=(1182)[(1-cos8)+(02704)(1-cos2*8)]= 59[(00097)+0.0675(00387)] = 0726мм (f)
Расстояние AX точек от в.м.т мм
По индикаторной диаграмме для проверки теплового расчета и правильности построения диаграммы где F=2835м
Автомобильные двигатели под ред. М.С. Ховака - М.: Машиностроение 1977.
Колчин А.И. Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей. - М.: Высшая школа 1980.
Краткий автомобильный справочник НИИАТ. - М.: Транспорт 1982.
Тимченко И.И. Жадан П.В. Методические указания к выполнению теплового расчета двигателя в контрольной работе курсовых и дипломных проектах студентов специальностей 15.04 15.05 и 24.01. - Харьков: ХАДИ 1990.
up Наверх