Двигатель мощностью Ne=100 кВт для привода генератора

αPrPr-PoPjPr-Po+PjградМпаМпаМпаМпа0,00,19570,0944-0,8433-0,748910,00,14240,0411-0,8173-0,776320,00,10900,0077-0,7419-0,734230,00,0890-0,0123-0,6100-0,622340,00,0890-0,0123-0,4767-0,489050,00,0890-0,0123-0,3101-0,322460,00,0890-0,0123-0,1369-0,149270,00,0890-0,01230,03430,022080,00,0890-0,01230,19130,179090,00,0890-0,01230,32630,3140100,00,0890-0,01230,43390,4216110,00,0890-0,01230,51400,5017120,00,0890-0,01230,56390,5516130,00,0890-0,01230,58410,5718140,00,0890-0,01230,58690,5746150,00,0890-0,01230,58030,5680160,00,0890-0,01230,57100,5587170,00,0890-0,01230,56490,5526180,00,0890-0,01230,56170,5494190,00,0914-0,00990,56490,5551200,00,0975-0,00380,57100,5672210,00,10260,00130,58030,5817220,00,10620,00490,58690,5918230,00,11350,01220,58410,5963240,00,12530,02400,56390,5880250,00,14090,03960,51400,5536260,00,16270,06140,43390,4953270,00,19300,09170,32630,4180280,00,23700,13570,19130,3270290,00,29450,19320,03430,2275300,00,40640,3051-0,13690,1681310,00,57850,4772-0,31010,1671320,00,85700,7557-0,47670,2790330,01,33071,2294-0,61000,6194340,02,16552,0642-0,74191,3223350,03,40693,3056-0,81732,4883360,07,53177,4304-0,84336,5870370,07,70327,6019-0,81736,7846380,05,37105,2697-0,74194,5278390,03,19683,0955-0,61002,4855400,02,33102,2297-0,47671,7530410,01,67611,5748-0,31011,2647αPrPr-PoPjPr-Po+PjградМпаМпаМпаМпа420,01,18811,0868-0,13690,9499430,00,90680,80550,03430,8399440,00,73160,63030,19130,8217450,00,60790,50660,32630,8329460,00,52000,41870,43390,8526470,00,45710,35580,51400,8698480,00,41200,31070,56390,8746490,00,37900,27770,58410,8619500,00,35560,25430,58690,8412510,00,34450,24320,58030,8235520,00,32870,22740,57100,7983530,00,30980,20850,56490,7735540,00,30240,20110,56170,7628550,00,30240,20110,56490,7660560,00,30240,20110,57100,7721570,00,30240,20110,58030,7814580,00,30240,20110,58690,7880590,00,30240,20110,58410,7852600,00,30240,20110,56390,7650610,00,30240,20110,51400,7151620,00,30240,20110,43390,6350630,00,30240,20110,32630,5274640,00,30240,20110,19130,3924650,00,30240,20110,03430,2354660,00,30240,2011-0,13690,0642670,00,30240,2011-0,3101-0,1090680,00,30240,2011-0,4767-0,2756690,00,30240,2011-0,6100-0,4089700,00,30240,2011-0,7419-0,5408710,00,24900,1477-0,8173-0,6696720,00,19570,0944-0,8433-0,7489

Двигатель мощностью Ne=100 кВт для привода генератора

Курсовой проект

Транспорт, логистика

Другие курсовые по предмету

Транспорт, логистика

Сдать работу со 100% гаранией

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дипломная работа по теме:

Двигатель мощностью Ne = 100 кВт для привода генератора

Введение

 

В современном мире двигатель внутреннего сгорания занимает одно из основных мест по энергопроизводству. По сравнению с любыми другими тепловыми двигателями он является наиболее экономичным. Высокая экономичность, малая металлоёмкость, надёжность и относительная долговечность делает этот тип тепловых двигателей универсальным в различных областях промышленности.

Одним из определяющих факторов при проектировании и выборе типа двигателя является экономичность. Топливо в ряде случаев составляет ощутимую долю массы транспортного средства и требует для своей перевозки увеличения габаритов средства, а, следовательно, и мощности двигателя. Кроме того, в виду современной ситуации на нефтяном рынке, ожидается постоянное удорожание горюче-смазочных материалов. Улучшение экономичности двигателя связано с ростом давлений и температур цикла, что ведёт в свою очередь к росту токсичности и шума. А это ещё одна проблема, с которой приходится постоянно сталкиваться, особенно при разработке двигателей используемых в крупных населённых пунктах. Таким образом, при проектировании двигателя учитываются следующие факторы:

Мощность должна обеспечивать технические параметры изделия, и в конструкцию должна быть заложена возможность повышения мощности.

Частота вращения вала отбора мощности должна обеспечиваться та, которую задаёт потребитель.

Число цилиндров выбирается минимальным для заданных эффективной мощности Ne и частоты вращения n при допустимом по параметрам вырабатываемой энергии значений среднего эффективного давления Pe.

Масса и габариты зависят от назначения двигателя, определяются литровой массой, числом и расположением цилиндров.

Экономичностью по горюче-смазочным материалам.

Так же при проектировании необходимо учитывать развитие науки и средств производства, применять новые технологии, обеспечивающие лучшие показатели по всем вышеуказанным параметрам, а также учитывать развитие существующих двигателей с учетом времени.

1. Выбор исходных параметров

 

Тип двигателя: дизель-генератор мощностью , .

 

1.1 Выбор прототипа

 

В качестве прототипа выбран двигатель 6V90°Ч13/14 ЯМЗ-236Г имеющий следующие характеристики:

Количество цилиндров: i = 6;

Расположение цилиндров: V-образное под углом 90°;

Диаметр цилиндра/ход поршня, см: 13/14;

Рабочий объем всех цилиндров, л: 11,15;

Степень сжатия ε: 16,5;

Номинальная мощность, кВт: 110;

Частота вращения коленчатого вала на номинальном режиме, об/мин: 1700.

 

1.2 Исходные данные

 

Мощность двигателя: ;

Условия окружающей среды: ; ;

Действительная степень сжатия: ;

Коэффициент избытка воздуха: ;

Частота вращения коленчатого вала: ;

Давление отработанных газов: ;

Коэффициенты использования теплоты: ;

Температура отработанных газов: ;

Механический КПД: ;

Теплотворная способность топлива: ;

Подогрев заряда от стенок цилиндров: ;

Состав топлива: ;

Максимальное давление цикла: ;

Коэффициент полноты диаграммы: .

Коэффициенты дозарядки и очистки объема цилиндра сжатия: ; .

2. Расчет рабочего процесса

 

.1 Расчет процесса наполнения

 

Определим давление в начале сжатия:

.

Определим коэффициент наполнения (для дизеля: и , ):

Расчёт γг (4-тактный двигатель без наддува):

.

Найдем температуру рабочей смеси в конце наполнения:

- это температура свежего заряда, получившего теплоту от внутренних стенок цилиндра и остаточных газов, оставшихся в цилиндре от предыдущего цикла.

.

 

2.2 Расчет процесса сжатия

 

В действительном рабочем цикле сжатие представляет процесс с переменным показателем политропы. Практически переменный показатель заменяется средним показателем , величина которого обычно лежит в пределах 1,32-1,39. Сжатие в большинстве случаев сопровождается в среднем некоторым теплоотводом от рабочего тела. Однако общая отдача теплоты незначительна и поэтому процесс сжатия в двигателях мало отличается от адиабатного.

 

;

 

определим из форумулы:

 

;

 

Пусть тогда в первом приближении:

, тогда .

Второе приближение:

, тогда .

Третье приближение:

, тогда .

Следовательно:

Температура в конце сжатия:

Давление в конце сжатия:

Средняя теплоемкость при сжатии:

.

2.3 Термохимический расчет и термодинамический расчет процесса сгорания

 

Для 1 кг топлива среднего состава массовые количества углерода, водорода и кислорода:

С = 0,870; H = 0,126; О = 0,004; S = 0; С + Н + O + S = 1;

Количество воздуха, теоретически необходимое для полного сгорания 1 кг топлива (в кмоль/кг):

.

Количество свежего заряда для дизеля (в кмоль/кг):

.

Количество продуктов полного сгорания (в кмоль/кг):

Теоретический коэффициент молекулярного изменения:

Действительный коэффициент молекулярного изменения:

.

Коэффициент молекулярного изменения в точке z:

.

Максимальная температура сгорания (термодинамическое уравнение сгорания для дизелей):

;

Степень повышения давления:

;

;

;

Подставляем в уравнение:

;

Решая относительно , получаем:

Т.к. для дизелей лежит в пределах 1800 - 2200К, то найденное = 1937,78 К является допускаемым.

 

2.4 Расчет процесса расширения

 

Степень предварительного расширения определяется равенством:

;

Степень последующего расширения :

;

;

;

Средний показатель политропы расширения принимаем в первом приближении :

;

Во втором приближении :

;

Во третьем приближении :

;

В итоге принимаем: .

Давление в конце расширения:

;

Температура в конце расширения:

.

Проверка по формуле Мазинга:

;

Т.к. разница , то найденные значения соответствуют требованиям.

 

2.5 Индикаторные показатели двигателя

 

Среднее индикаторное давление теоретического цикла:

Среднее индикаторное давление действительного цикла:

Индикаторный к.п.д.:

Удельный индикаторный расход топлива:

 

2.6 Эффективные показатели двигателя

 

Среднее эффективное давление:

;

Эффективный КПД:

;

Удельный эффективный расход топлива:

.

 

2.7 Выбор основных размеров рабочего цилиндра

 

Двигатель четырехтактный, 6-и цилиндровый, мощностью 100 кВт. Номинальная мощность достигается при частоте вращения коленчатого вала n = 1500 об/мин.

Компоновка: рядная.

Литраж двигателя:

Рабочий объем одного цилиндра:

;

Принимаем отношение S/D=1,11.

Диаметр цилиндра:

;

Ход поршня:

.

Проверка значения механического КПД:

, где - среднее давление механических потерь;.

Средняя скорость поршня: ;

, следовательно, можно сделать вывод, что выбранное значение механического КПД соответствует расчетному.

Литровая мощность двигателя:

Часовой расход топлива:

.

Определение объёмов в характерных точках:

Для четырёхтактного двигателя объём камеры сгорания:

;

Объём в начале сжатия:

;

Объём цилиндра в точке z:

.

3. Динамический расчет двигателя

 

.1 Определение ПДМ и НВМ

 

По данным прототипа принимаем:= 265 мм.

.

Поршневой комплект совершает прямолинейное возвратно - поступательное движение вдоль оси цилиндра. Условно предполагается, что масса сосредоточена в точке пересечения оси поршневого пальца с осью цилиндра.

Масса поршневого комплекта:

.

Шатунный механизм совершает сложное плоскопараллельное движение.

В случае индивидуального шатуна его масса условно заменяется двумя статически эквивалентными массами:

 

Рис. 1 - Распределение масс

Масса шатунного механизма:

.

Определим массы и :

;

;

;

,

где mшs - масса условно сосредоточенная в центре поршневой головки шатуна, совпадающей с точкой пересечения оси поршневого пальца с осью цилиндра и совершающей прямолинейное возвратно-поступательное движение вдоль оси цилиндра совместно с поршневым комплектом; mшR - масса условно сосредоточенная в центре подшипника кривошипной головки шатуна, совпадающей с центром сопряженной шатунной шейки и совершающая вращательное движение вокруг оси коленчатого вала с постоянной угловой скоростью.

Коленчатый вал двигателя и входящие в его состав массы каждого колена совершают вращательное движение с постоянной угловой скоростью. Неуравновешенная масса колена, состоящая из массы шатунной шейки и массы 2х щёк, приводи

Похожие работы

1 2 3 4 5 > >>