Білгородський Державний
СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКА АКАДЕМІЯ.
Кафедра тракторів автомобілів
ремонту та експлуатації МТА
Курсовий проект
на тему: Розрахунок автотракторного двигуна Д-248.
Виконав: студент 41 гр.
Перевірив: Навіцкій А.С.
Білгород.
Вихідні дані:
Марка трактора | n об / хв | Агрофон | ε | α | λ | ξ | δ | Двигун |
ЛТЗ-60 | 2000 | культивація | 16 | 1,6 | 2,2 | 0,88 | 2,3 | Д-248 |
1.Тепловой розрахунок двигуна
Тепловий розрахунок двигуна дозволяє аналітично з достатнім ступенем точності визначити основні параметри знову проектованого або модернізованого двигуна, а також оцінити індикаторні та ефективні показники роботи створеного двигуна. Робочий цикл розраховують для визначення індикаторних, ефективних показників роботи двигуна і температурних умов роботи двигунів, основних розмірів, а також виявлення зусиль, що діють на його деталі, побудова характеристик та вирішення ряду питань динаміки двигуна. Результати теплового розрахунку залежать від досконалості оцінки ряду коефіцієнтів, що використовуються в розрахунку і враховують особливості проектованого двигуна. Вони будуть тим ближче до дійсних, чим більше використовуються фактичні дані випробувань таких двигунів, які за низкою основних параметрів близькі до проектованого.
В якості вихідних даних для теплового розрахунку задаємося наступним:
тип двигуна - чотиритактний, чотирициліндровий, однорядний, однокамерний дизель. Номінальна потужність дизеля N = 60 кВт, номінальна частота обертання n н = 2000об/мін; ступінь стиснення ε = 16, коефіцієнт тактності τ = 4; коефіцієнт надлишку повітря α = 1,6. Дизельне паливо,, Л,, (ГОСТ305-82 ); нижча питома теплота згоряння палива Q н = 42500 кДж / кг; середній елементний склад: С = 85,7%, Н = 13,3%, Q = 1%. Розрахунок ведемо для згоряння 1 кг палива. Теоретично необхідну кількість повітря для згоряння 1 кг палива:
або
де μ в - маса 1-го кмоль повітря (μ в = 28,96 кг / кмоль).
Кількість свіжого заряду:
Загальна кількість продуктів згоряння:
При цьому хімічний коефіцієнт молекулярного зміни горючої суміші:
Параметри навколишнього середовища і залишкові гази. Атмосферні умови приймаємо такі: P 0 = 0,1 МПа, T 0 = 288 K. Тиск навколишнього середовища
P 0 = P к = 0,1 МПа, температура навколишнього середовища T 0 = T до = 288 K. Тиск і температура залишкових газів: , Приймаємо T r = 930 К.
Процес впуску. Приймаються температуру підігріву свіжого заряду
Щільність заряду на впуску:
де R в = 287Дж/кг ∙ град-питома газова стала для повітря.
Приймаються і
Тоді втрати тиску на впуску у двигун:
Тиск в кінці впуску:
Коефіцієнт залишкових газів:
Температура в кінці впуску:
Коефіцієнт наповнення:
Процес стиснення. Показник політропи стиснення можна визначити за емпіричною формулою:
Тиск в кінці стиснення:
Температура в кінці стиснення:
Середня молярна теплоємність заряду (повітря) в кінці стиснення (без урахування впливу залишкових газів):
Число молей залишкових газів:
Число молей газів в кінці стиснення до згоряння:
Процес згоряння. Середня молярна теплоємність при постійному тиску для продуктів згоряння рідкого палива в дизелі:
Число молей газів після згорання:
Розрахунковий коефіцієнт молекулярного зміни робочої суміші:
Приймаються коефіцієнт використання теплоти . Тоді кількість теплоти переданої газом на ділянці cz. Z при згорянні 1кг палива:
Приймаються ступінь підвищення тиску λ = 2,2. Температуру в кінці згорання визначають з рівняння згоряння для дизеля:
Вирішуємо рівняння щодо Tz і знаходимо Tz = 2380
Ступінь попереднього розширення:
Процес розширення. Ступінь подальшого розширення:
З урахуванням характерних значень показника політропи розширення для заданих параметрів дизеля приймаємо n 2 = 1,17. Тоді
Перевіримо правильність раніше прийнятої температури залишкових газів:
Індикаторні параметри робочого циклу двигуна:
Приймаються коефіцієнт повноти індикаторної діаграми ν = 0,9 5.
Середнє індикаторне тиск циклу для округленій індикаторної діаграми:
Індикаторний ККД.
Індикаторний питома витрата палива:
Ефективні показники двигуна. Приймаються попередню середню швидкість поршня W п.ср = 8,3 м / с.
Середній тиск механічних втрат:
Середнє ефективне тиск:
Механічний ККД:
Ефективний ККД:
Ефективний питома витрата палива:
Основні параметри циліндра і питомі параметри двигуна:
Потужність двигуна:
Площа поршня:
Середня швидкість поршня:
Ефективний крутний момент двигуна:
Часовий витрата палива:
Питома поршнева потужність:
Якщо прийняти масу сухого двигуна без допоміжного обладнання G сухий = 430кг, то літрова маса:
і питома маса:
2.Кінематіческій розрахунок.
Основне завдання кінематичного розрахунку полягає у визначенні закону руху поршня і шатуна. При цьому в кінематичному розрахунку робляться припущення, що обертання колінчастого вала відбувається з постійною кутовий швидкістю Це дозволяє розраховувати всі кінематичні параметри механізму в залежності від кута повороту кривошипа колінчастого валу φ, який при
пропорційний часу, тобто
або
, Так як
і
.
Вихідні дані: двигун-з центральним кривошипно - шатунним механізмом; номінальна частота обертання колінчастого вала ;
хід поршня - ; Радіус кривошипа -
; Постійна
Кутова швидкість кривошипа:
При роботі двигуна поршень здійснює зворотно-поступальні рухи, для характеристики якого визначають переміщення Sx, швидкість W п і прискорення j п. Розраховуємо переміщення поршня Sx, швидкості поршня W п, прискорення поршня j п. Через кожні 10 ° повороту колінчатого валу і отримані значення заносимо в таблицю. Формула для розрахунку переміщення поршня має вигляд:
Швидкість поршня визначається за формулою:
Прискорення поршня визначається за формулою:
Середня швидкість поршня:
Кінематичні параметри двигуна.
φ п.к.в. | S п | W п | j п. | φ ° п.к.в. | |||
0-180 ° | 180-360 ° | 0-180 ° | 180-360 ° | 0-180 ° | 180-360 ° | ||
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 3367,3 | 3367,3 | 360 |
10 | 0,0011 | 0,0011 | 2,780 | -2,780 | 3380,4 | -3380,4 | 350 |
20 | 0,0045 | 0,0045 | 5,428 | -5,428 | 3036,0 | -3036,0 | 340 |
30 | 0,012 | 0,012 | 7,805 | -7,805 | 2646,5 | 2646,5 | 330 |
40 | 0,0174 | 0,0174 | 9,79 | -9,79 | 2144,2 | 2144,2 | 320 |
50 | 0,0263 | 0,0263 | 11,358 | -11,358 | 1562,6 | 1562,6 | 310 |
60 | 0,0362 | 0,0362 | 12,404 | -12,404 | 947,0 | 947,0 | 300 |
70 | 0,0468 | 0,0468 | 12,939 | -12,939 | 336,6 | 336,6 | 290 |
80 | 0,0576 | 0,0576 | 12,976 | -12,976 | -234,2 | -234,2 | 280 |
90 | 0,0683 | 0,0683 | 12,565 | ||||