- •Введение
- •1.Анализ двигателя-прототипа
- •1.1 Анализ параметров и показателей двигателя прототипа
- •1.2 Описание особенностей конструкции дизеля-прототипа
- •1.3 Задачи проекта
- •2. Расчет рабочего цикла двигателя
- •2.1 Выбор и обоснование основных данных расчета рабочего цикла двигателя
- •2.2 Расчет рабочего цикла двигателя
- •2.3 Расчет и построение индикаторной диаграммы
- •2.4 Исследование влияния коэффициента продувки и максимального давления цикла на параметры и показатели рабочего цикла двигателя при неизменном давлении наддува .
- •2.5 Выводы по разделу
- •3. Силовой анализ кривошипно-шатунного механизма двигателя
- •3.1 Цель силового анализа двигателя
- •3.2 Методика расчета
- •3.3 Исходные данные расчета
- •3.4 Результаты расчета сил в кшм двигателя
- •3.5 Расчет степени неравномерности вращения коленчатого вала двигателя
- •3.6 Выводы по разделу
- •4. Описание спроектированного двигателя
- •4.1 Основная техническая характеристика спроектированного двигателя
- •4.2 Параметры цикла спроектированного двигателя
- •4.3 Особенности конструкции спроектированного двигателя
- •4.4 Выводы по разделу
- •Заключение
- •Приложение а
- •Приложение б
- •Приложение в
2.3 Расчет и построение индикаторной диаграммы
Индикаторная диаграмма (ИД) служит исходным материалом для динамического и прочностного расчета двигателя. Расчет и построение ИД выполнены по методике П.А. Гордеева.
Результаты расчета ИД проектируемого двигателя занесены в таблицу 2.2.
Таблица 2.2. – Расчет к построению индикаторной диаграммы
В таблице:
– полный объем цилиндра;
– текущий объем цилиндра;
– текущая степень сжатия;
– степень сжатия (полная);
– объемы цилиндра в точках соответственно;
– показатели политроп сжатия и расширения соответственно;
– текущее давление в процессах соответственно сжатия и расширения;
– давления в точках цикла « », « », « » и « » соответственно;
– степень последующего расширения.
По результатам расчета на рисунке 2.2 построена индикаторная диаграмма.
По индикаторной диаграмме проверяем среднее индикаторное давление цикла, МПа:
где – площадь диаграммы на чертеже, ;
– длина диаграммы от ВМТ до НМТ, соответствующая , мм;
– масштаб давлений по оси ординат, ;
Расхождение значения , найденного по диаграмме, с расчетным (см. расчет цикла) составило 1,7%, что в соответствии с методическими указаниями можно считать допустимым.
Рисунок 2.1 – Индикаторная диаграмма
2.4 Исследование влияния коэффициента продувки и максимального давления цикла на параметры и показатели рабочего цикла двигателя при неизменном давлении наддува .
Таблица 2.1.
Наименование величины |
Обозначение |
|
|
(проектируемый двигатель) |
|
Давление наддува, МПа |
|
0,330 |
0,330 |
0,330 |
0,330 |
Эффективная мощность, |
|
950 |
954 |
961 |
968 |
Степень повышения давления |
|
1,506 |
1,517 |
1,543 |
1,549 |
Степень предварительного расширения |
|
1,968 |
1,831 |
1,69 |
1,675 |
Максимальная температура цикла, К |
|
1877 |
1883 |
1890 |
1909 |
Среднее эффективное давление, МПа |
|
1,634 |
1,668 |
1,696 |
1,719 |
Удельный эффективный расход топлива, кг/(кВт |
|
0,210 |
0,201 |
0,197 |
0,193 |
Рис. 2.2. – Влияние максимального давления цикла на параметры и показатели рабочего цикла двигателя при
неизменных м ощности и степени сжатия N и .
Рис. 2.3. – Сопоставление идеальных циклов ДВС со смешанным подводом теплоты при различном значении максимального давления цикла .
На графике можно увидеть изменение положения точки из-за изменения значения максимального давления цикла. Это в свою очередь ведет за собой изменение значений показателей степени повышения давления и степени предварительного расширения . Также сопоставив площади, видим, что , то есть . При , последнее неравенство доказывает, что . Улучшение показателя объясняется доказанным на графике повышением термического КПД цикла .
Таблица 2.5
Наименование величины |
Обозначение |
|
(проектируемый двигатель) |
|
|
Давление наддува, МПа |
|
0,330 |
0,330 |
0,330 |
0,330 |
Коэффициент избытка продувочного воздуха |
|
0,895 |
0,902 |
0,945 |
0,988 |
Суммарный коэффициент избытка воздуха |
|
2,200 |
2,310 |
2,420 |
2,530 |
Относительная мощность привода К1 |
|
0,276 |
0,283 |
0,296 |
0,310 |
Температура смеси перед турбиной Т1, К |
|
786 |
766 |
747 |
732 |
Удельный расход газа в турбинах, |
|
5,625 |
5,898 |
6,172 |
6,445 |
Действительная температура газа после Т1, К |
|
642 |
623 |
606 |
590 |
Относительная мощность Т1 |
|
0,275 |
0,280 |
0,294 |
0,307 |
Рис.2.4 – Влияние коэффициента продувки на параметры и показатели рабочего цикла двигателя при неизменном давлении наддува .