Курсовая работа: Расчет дизеля

(26)

Давление в конце расширения:

(27)

Основные индикаторные и эффективные показатели цикла и его экономичность

Теоретическое среднее индикаторное давление:

(28)

Среднее индикаторное давление (?=0.97)

(29)

Среднее эффективное давление:

(30)

Индикаторный удельный расход топлива:

(31)

Эффективный удельный расход топлива:

(32)

Индикаторный КПД:

(33)

Эффективный КПД:

(34)

Основные размеры рабочего цилиндра

Определяем диаметр рабочего цилиндра.

(35)

D=0,30 м, что соответствует прототипному двигателю.

D=0,300 м

Находим Cm

(36)

1.6 Построение расчетно-индикаторной диаграммы

Построение начинается с выполнения координат осей

От начала координат по абсциссе откладываем отрезок

(37)

Принимаем

Откладываем отрезок соответствующий камере сгорания:

(38)

Выбираем масштаб давлений:

Находим

(39)

Находим промежуточные точки по формуле

(40)

- число показывающее во сколько раз меньше

Принимаем промежуточные отрезки.

Если e=1, то (41)

» e=1.25, то

» e=1.5, то

» e=2, то

» e=3, то

» e=5, то

» e=7, то

» e=8, то

» e=10, то

» e=12, то

Определяем ординаты давления сжатия.

(42)

Если e=1, то , где =·2=5.3

» e=1, то

» e=1.25, то

» e=1.5, то

» e=2, то 39

» e=3, то

» e=5, то

» e=7, то

» e=8, то

» e=10, то

» e=13, то

Определяем ординаты давления расширения.

(43)

Если e=1, то ,

Где =·2

» e=1, то

» e=1.25, то

» e=1.5, то

» e=2, то

» e=3, то

» e=5, то

» e=6.6, то

» e=7, то

» e=8, то

» e=10, то

Вычисляем среднее индикаторное давление.

(44)

Определяем погрешность

Что допустимо, т.к. отклонения не превышают

1.7 Динамический расчет двигателя

Динамические показатели двигателя. Порядок работы цилиндров 1-3-5-7-8-6-4-2 Угол заклинки кривошипов

Таблица 1. Динамические показатели двигателя

1.8 Расчет маховика

Данные для расчета маховика:

Степень неравномерности вращения:

(45)

Величина наибольшей площади:

Длина периода на диаграмме

Угол заклинки кривошипов

Масштаб сил по ординате:

Масштаб по абсциссе:

(46)

Масштаб площади диаграмм:

С = 0,1·3 = 0.3Полная избыточная работа:

(47)

где f =710 площадь поршня.

Маховой момент маховика:

(48)

Диаметр обода маховика:

(49)

Приведенный вес маховика:

(50)

Вес обода маховика по опытным данным составляет:

(51)

Полный вес маховика ориентировочно:

(52)

Проверяем окружную скорость обода маховика:

Принимаю чугунный маховик СЧ 18-28 30

1.9 Конструктивный расчет двигателя

Расчет коленчатого вала.

Конструктивные соотношения коленчатого вала.

Выбираем марку стали 40Х по ГОСТ 1050-60

Расстояние между серединами рамовых подшипников L.

(53)

Диаметр мотылевых шеек

(54)

Диаметр рамовых шеек d

(55)

Толщина щек h

Ширина щек b

(57)

Радиусы галтелей r

(58)

Диаметр внутренних полостей шеек

(59)

Длинна мотылевой шейки

(60)

Толщина щек составных колен h

(61)

Длина рамовой шейки ?

(62)

Диаметр шеек вала

(63)

(64)

(65)

(66)

K=0.87

=14.15 см

Ширина щек вала b

(67)

Удельное давление на мотылевой шейке

(68)

(69)

Удельное давление на рамовой шейке.

(70)

Средняя сила, действующая на шейку за цикл.

(71)

Проверка шеек вала на ограничение нагрева.

(72)

Проверяем рамовую шейку на нагрев.

(73)

Ограничение нагрева обеспечено.

Расчет шатуна

Конструктивные соотношения элементов стержня шатуна и верхней головки дизеля.

Длина стержня шатуна:

L=(2.8-4)D (74)

3*300=900 мм

Диаметр стержня шатуна:

(75)

Диаметр внутреннего отверстия стержня:

(76)

Внешний диаметр головки:

(77)

Внутренний диаметр головки:

(78)

Толщина втулки:

(79)

Расстояние между шатунными болтами:

(80)

Ширина нижней головки:

(81)

Диаметр шатунных болтов:

(82)

Высота опасного сечения:

Шатун подвергается действию сил инерции поступательно движущихся масс и силы от давления газа на поршень.

Расчет поршня

Толщина днища поршня.

(83)

Длина поршня.

(73)

Расстояние до первого кольца от верхней кромки поршня.

(84)

Величина нагрузки:

Длина направляющей части (тронка):

Расстояние от оси пальца до нижней кромки поршня:

Толщина стенки за нижним уплотнительным кольцом:

Толщина стенки юбки:

Глубина канавки для колец ориентировочно составит:

Диаметр головки поршня:

Толщина стенки юбки:

Проверяем днище поршня на изгиб, как свободно опертую плоскую плитку:

Поршневой палец. Диаметр пальца:

Диаметр внутреннего отверстия:

Длинна пальца:

Длина опорной поверхности в бобышке:

Средний диаметр бобышек поршня:

Поршневые кольца.

Толщина кольца в радиальном направлении:

Принимаем 10 мм.

Высота кольца:

Принимаем 8 мм.

Длина замка в свободном состоянии:

Проверяем кольцо на изгиб. Принимаем удельное давление :

2. Диаграмма движущих усилий

Движущее усилие может быть определено

- для тронкового дизеля.

- давление газов

-силы трения

-силы веса поступательно-движущихся частей

Чтобы найти движущие усилия, надо построить такую диаграмму на которой были бы все эти составляющие. Единицы измерения всех этих составляющих кгс/, т.е. относительные кг/ площади поршня.

2.1 Построение

Выбираем масштаб диаграммы на оси ординат (аналогично индикаторной диаграммы) 1 кгс/ =1 мм

Проводим атмосферную линию на которой откладываем участки хода поршня соответствующие углу поворота коленчатого вала.

0°-180°

180°-360°

360°-540°

540°-720°

В соответствии с индикаторной диаграммой.

Относительно атмосферной линии строим развернутую индикаторную диаграмму.

Построение кривой силы инерции.

(103)

(104)

(105)

где m - масса поступательных движущихся частей

(106)

R- радиус мотыля.

R=

щ - угловая скорость

(107)

- постоянная КШМ. = 0,25

2.2 Среднее значение суммарной касательной силы.

дизель шатун конструктивный

(108)

Где F - площадь поршня,

? - длина площади по абсциссе (период)

m - масштаб давлений

Площадь поршня.

(81)

Средний крутящий момент

(109)

Индикаторная мощность

(110)

Погрешность построения диаграммы составляет

(111)

Заключение

Внимание должно быть обращено на совершенствование системы контроля диагностирования как энергетической установки в целом, так и отдельных ее элементов, что позволит максимально использовать ресурс оборудования и исключить ремонт и замену деталей.

Для решения этой проблемы должен быть разработан комплекс конструктивно-технических мероприятий, ориентированных на модернизацию энергетической установки с меньшими затратами.

Список литературы

1. Берген Л.А. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Методическое пособие к курсовому проектированию для учащихся мореходных училищ министерства мореходного флота. - Л.: Издательство «Транспорт»,1966 г.

2. Миклос А.Г., Чернявская Н.Г., Червяков С.П. Судовые двигатели внутреннего сгорания. - Л: Издательство «Судостроение»,1986 г.