МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
РОССИЙСКО ФЕДЕРАЦИИ
ФГОУ ВПО Орел ГАУ
Кафедра «ЭМТП и тракторы»
по дисциплине "Тракторы и автомобили"
на тему: "Расчет показателей двигателя ЯМЗ-240Б"
Выполнил: Лосев С.Г
Группа Т-363-6
Проверил: Шуруев А.В.
Орел 2008
Содержание
Задание
1. Тепловой расчет двигателя
2. Расчет и построение регуляторной характеристики
3. Кинематика КШМ
4. Динамика КШМ
1 Тепловой расчет двигателя
1.2 Параметры рабочего тела
Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива:
где С, Н, О – массовая доля элементов в 1 кг топлива;
С=0,857; Н=0,133; О=0,01
кг
или
кмоль
Количество свежего заряда:
где - коэффициент избытка воздуха, принимаем =1,6;
Количество отдельных компонентов продуктов сгорания:
Общее количество продуктов сгорания:
1.3. Процесс впуска
Давление на впуске можно принять равным атмосферному:
Для двигателей без наддува температуру можно принять равной атмосферной:
Плотность заряда на впуске:
где - удельная газовая постоянная Дж/(кг град).
Давление в конце впуска:
где - потери давления на впуске.
МПа
Коэффициент остаточных газов:
где 20…40о – подогрев свежего заряда на впуске, принимаем 100;
- степень сжатия, =14;
Температура в конце впуска:
К
Коэффициент наполнения цилиндра свежим зарядом:
1.4 Процесс сжатия
С учетом характерных значений показателя политропы сжатия для заданных параметров двигателя принимаем .
Давления в конце сжатия:
Температура в конце сжатия:
Средняя молярная теплоемкость заряда (воздуха) в конце сжатия:
кДж/кмоль
Число молей остаточных газов:
Число молей газов в конце сжатия до сгорания:
Средняя молярная теплоемкость продуктов сгорания в дизеле:
Число молей газов после сгорания:
Расчетный коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:
Принимаем коэффициент использования теплоты . Тогда количество теплоты, передаваемой газом при сгорания 1 кг топлива:
где - низшая теплота сгорания топлива, =42500 кДж/кг
кДж/кг
В дизеле с наддувом для ограничения максимального давления сгорания принимаем меньшее значение степени повышения давления, чем в дизеле без наддува: .
Температуру в конце сгорания определяем из уравнения сгорания:
Решаем уравнение относительно ТZ и находим ТZ=7663,28 К.
Давление в конце сгорания:
Степень предварительного расширения:
Степень последующего расширения:
Показатель политропы расширения:
Давление в конце расширения:
Температура в конце расширения:
Проверим правильность ранее принятой температуры остаточных газов:
%
Допустимое значение 0,08%. Расчет выполнен верно, так как погрешность находится в допустимых значениях.
Таблица 1-результаты теплового расчета двигателя.
Давление газов, МПа
Температура газов, К
0,1
0,115
0,091
4,43
8,886
0,29
293
836
323
870,0
1855
1160
1.7. Расчет индикаторных показателей
Определение величины отрезка, соответствующего рабочему объему цилиндра:
мм
Определение величины отрезка, соответствующего объему камеры сгорания:
Определение величины отрезка, соответствующую степень предварительного расширения:
Построение линии сжатия:
Построение линии расширения:
Среднее индикаторное давление цикла для не скругленной индикаторной диаграммы:
Действительное индикаторное давление:
где =0,92…0,95 - коэффициент полноты индикаторной диаграммы, принимаем =0,93;
Рабочий объем одного цилиндра:
л
Индикаторная мощность:
кВт
Индикаторный КПД:
где - теоретически необходимое количество воздуха, кг
- низшая теплота сгорания, МДж/кг;
- коэффициент избытка воздуха, ;
- плотность заряда на впуске, кг/м3;
- коэффициент наполнения.
кг/м3
Индикаторный удельный расход топлива:
г/кВт час
Средняя скорость поршня:
где S – ход поршня, мм;
n – частота вращения коленчатого вала, об/мин.
м/с
Среднее давление механических потерь:
Среднее эффективное давление:
Механический КПД:
Эффективный КПД:
Удельный эффективный расход топлива:
Эффективная мощность:
Эффективный крутящий момент:
Н м
Часовой расход топлива:
кг/час
Определение литража двигателя:
Таблица 2 - Результаты расчета индикаторных и эффективных показателей
Давление, МПа
Мощность, кВт
К.П.Д.
Удельный расход топлива, г/кВт ч
Крутящий момент, Нм
Часовой расход топлива, кг/ч
0,76
0,55
467
653,8
0,433
0,846
0,366
196,9
235,4
3118
153,4
1.9. Построение индикаторной диаграммы
Выбор масштаба и расположение характерных точек на диаграмме:
Диаграмма строится на миллиметровой бумаги в координатах Р – V с использованием результатов теплового расчета. Масштаб рекомендуется выбирать таким образом , чтобы величина высоты диаграммы составляла 1,25…1,75 ее основания.
Определяют величину отрезка АВ, соответствующего рабочему объему цилиндра – Vh, а по величине равному ходу поршня – S в масштабе МS:
принимаем МS=1,5 : 1
Величину отрезка ОА, соответствующую объему камеры сгорания VC определяем по формуле:
где - степень сжатия,
Величина отрезка , характеризуется степенью предварительного расширения и определяется по формуле:
где - степень предварительного расширения,
На оси абсцисс откладываем в принятом масштабе полученные отрезки соответствующие им объемы.
По данным теплового расчета откладываем величины ,.
Через точки и , и проводим прямые параллельные оси абсцисс. Точки a и c соединяем политропой сжатия, а точки z и b политропой расширения. Построение линии сжатия и линии расширения
Промежуточные точки кривых сжатия и расширения определяем из условия, что каждому значению Vx на оси абсцисс соответствует следующие значения:
- для политропы сжатия;
- для политропы расширения.
где , - мгновенные значения давления и объема
n1, n2 – показатели политропы сжатия и расширения
С учетом реальных процессов, происходящих в двигателе, расчетную диаграмму округляем. Места скругления определяем по формуле:
где - угол поворота коленчатого вала, в характерных точках;
- отношение радиуса кривошипа к шатуну, принимаем =0,272.
Полученные данные заносим в таблицу 3.
Таблица 3- положение коленчатого вала в характерных точках
Обозначение точек
Положение точек, град. п.к.в.
Расстояние точек от ВМТ (АХ), мм
17 до ВМТ
17
4
22 после ВМТ
22
7
55 после НМТ
125
140
35 до ВМТ
35
16
14 до ВМТ
14
151
45 до НМТ
135
1174
Страницы: 1, 2, 3