Тепловой расчет двигателя на рапсовом масле

 

Таблица 1 Данные вычислений полученных при кинематическом и динамическом          расчете кривошипно-шатунного механизма.

 

Величину силы Т определяем графическим методом используя схему кривошипно-шатунного механизма согласно рекомендациям (стр.20,/4/).

По полученным значениям Т (таблица 2) строим диаграмму удельной тангенциальной силы одного поршня в масштабе индикаторной диаграммы (давления).

Используя суммарную диаграмму определяем среднее значение тангенциальной сил R:

                                              

[мм]                                          (61)

где SFпол. ,SFотр. –суммы положительных и отрицательных площадей суммарной диаграммы, мм2;

SFпол. =2406,12 мм2 ,        SFотр. =182,29 мм2  l=120мм.

мм

определим по величине ρ эффективную мощность двигателя:

                                             

, кВт                                   (62)                                                                                              

 кВт

Определяем совпадение значений мощностей:

                                                  

                                            (63)

Несовпадение мощностей допускается до 3%.

 

5 РАСЧЁТ МАХОВИКА

 

Используя суммарную диаграмму тангенциальных сил, определяем момент инерции всех вращающихся частей, затем, параметры маховика.

Определяем максимальную избыточную работу:

                              

,[кВт]                                      (64)

где μF − масштаб площади;

μ= μ1· μ2

где μ1− масштаб тангенциальной силы;

      μ2− масштаб длины;

       μ1= 30;

                          

[м/мм];                        (65)

      μF= 30· 0,0015=0,047 [м/мм];

Aизб.max=964,66 [мм2]

[кВт]

 

Момент инерции всех вращающихся частей двигателя:

                                         

, [кг·м2];                                     (66)

где δ − неравномерность вращения коленчатого вала;

Для дизельных двигателей δ=0,006…0,01[стр.21 /4/]

Принимаем δ= 0,009

 

[кг·м2];

Момент инерции маховика:

                              Jм=0,88·J=0,88·1,38=1,21[кг·м2];                              (67)

 

Jм=m·R2;

где m− масса маховика, [кг]

       R− радиус центра тяжести сечения маховика, [м]

Исходя из выполненных двигателей принимаем Rм=0,15 м., тогда масса маховика:

                           m=Jм/R2=1,21/0,152=53,97 [кг]                                    (68)

Размеры конструктивных элементов маховика принимаем исходя из размеров маховиков аналогичных двигателей серийного производства.

 

 

6 РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ.

 

           Для дизельного двигателя производится расчет топливного насоса высокого давления и форсунки следующим образом.

 

9.1Расчет плунжерной пары.

Объем цикловой подачи:

[мм3/цикл] (71)

где τдв-коэффициент тактности.

Принимаем τдв=0,5 (стр95. /3/)

 

[мм3/цикл]

 

Цикловая подача секции топливного насоса определяется по выражению:

 

ΔVН=ΔV/ήн [мм3/цикл] (72)

где ήн-коэффициент подачи насоса ήн-=0,8-0,9 (стр283./3/)

Принимаем ήн-=0,85

ΔVН=13,93/0,85=16,38 [мм3/цикл]

          

 

 

 

Диаметр плунжера

                                                , [мм] (73)

где к – отношение хода плунжера к диаметру, к=1,0…1,7. Принимаем к=1,4. 

           [мм]

6.2Расчет форсунки.

Продолжительность впрыска топлива:

                                       Δt= Δφ/(6·n) [с]                                                 (74)

                                                  Δt= 20/(6·1600)=0,0020 [с]

Среднее давление газов в цилиндре РЦ (Мпа) в период впрыска:

Рц=(Рc+Рz)/2 [кПа] (75)

Рц=(6993,76+3496,88)/2=5245,32 [кПа]

Средняя скорость истечения топлива через сопловые отверстия:

[м/с]      (76)

где Рф-среднее давление впрыскивания Рф=15…40 МПа(стр.284 /3/)

принимаем Рф=20 МПа

                φ – коэффициент гидравлических  сопротивлений. Принимаем φ=0,7

[м/с]

Суммарная площадь сопловых отверстий

                                        [мм2]                                   (76)

                               [мм2]

Принимаем число сопловых отверстий m=3

Диаметр соплового отверстия

[мм]                           (77)

[мм]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 РЕГУЛЯТОРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДВИГАТЕЛЯ

 

7.1Номинальный режим

-угловая скорость вращения к.в.:

 [с-1]         (78)

 [с-1]

-крутящий момент двигателя:

                                            

[Н·м]                                            (79)

                                                 [Н·м] 

-часовой расход топлива

Gт=ge·Ne [кг/ч]                    (80)

Gт=0,293·16,73=4,9 [кг/ч]

7.2Режим холостого хода

      регуляторная ветвь

-угловая скорость холостого  хода

                                         

[с-1]                                       (81)

где δр-степень неравномерности регулятора

δр =0,07…0,08

принимаем δр =0,07

 

[с-1]   

-крутящий момент холостого хода

  

[Н·м]                                           

           -часовой  расход холостого хода

                                              Gтх=(0,26…0,3)·GТ   [кг/ч]                                              (82)

 

                                                     Gтх=0,28 ∙ 4,9= 1,37 [кг/ч]

корректорная ветвь

-минимальная угловая скорость  вращения к.в.:

                                           ωмин=(54…90) [с-1]                                       (83)

ωмин=75 [с-1]                                      

-номинальная мощность двигателя

                   

[кВт]                    (84)

[кВт]

-минимальный крутящий момент

 [Н·м]                                            (85)

                                                      [Н·м]   

 

-минимальный удельный расход  топлива:

                        

[кг/кВт·ч]                       (86)

 [г/кВт·ч]

-минимальный часовой расход  топлива:

                                      Gтmin=gemin·Nemin·10-3

[кг/ч]                                     (87)

        Gтmin=0,31·8,64=2,67

[кг/ч]

Результаты расчетов заносятся в таблицу.

n,мин-1	N,кВт	gе,г/кВт*ч	М,Нм	G,кг/ч
716,6	8,64	310	115	2,67
900	11,14	290	118,25	3,23
1100	13,31	280	115,6	3,72
1300	15,38	276	113,03	4,24
1600	16,73	293	99,9	4,9

 

Таблица 2. Результаты вычислений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По данным точкам строится регуляторная характеристика двигателя.

 

8 СВОДНЫЕ ДАННЫЕ СПРОЕКТИРОВАННОГО ДВИГАТЕЛЯ.

 

КОНСТРУКТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДВИГАТЕЛЯ

1)Тип двигателя – дизельный

2)Число цилиндров i - 2

3)Размерность D/S – 1,14

4)Литраж двигателя Vh·i, м3 – 0,00208

4)Степень сжатия ε-16

5)Средняя скорость поршня Сm   м/с -6,08

Техническая характеристика двигателя

1)Номинальная мощность Neн,кВт – 16,73

2)Номинальная частота вращения n, мин-1-1600

3)Максимальный  крутящий момент Мк макс ,кН*м – 0,118

4)Эффективный удельный расход топлива ge, кг/кВт·ч -0,293

5)Эффективных КПД hе – 0,343

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

1. Баширов Р. М. Основы теории и расчёта автотракторных двигателей. – Уфа.: БГАУ, 2007г. 294с.

 

2. Колчин Л.И. и др. Расчет автомобильных и тракторных двигателей. -М.: Высшая школа, 1980г.-400с.

 

3. Кутьков Г.М. Теория трактора и автомобиля. – М.: Машиностроение, 1996г.-247с.

 

4. Методическое пособие к выполнению курсового проекта по тракторам и автомобилям (для студентов 4 курса факультета механизации сельского хозяйства).- Уфа.: БГАУ, 2001г.-46с.

 

5. Николаенко А.В.  Теория и расчет автотракторных двигателей. -М.: Колос, 1984г.-335с

 

6. Топливные системы автотракторных и комбайновых дизелей, конструктивные особенности и показатели работы.-  Уфа.: БГАУ, 2001г.-501с.