125266 (Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М), страница 2
Описание файла
Документ из архива "Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "промышленность, производство" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "промышленность, производство" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "125266"
Текст 2 страницы из документа "125266"
; 
Через точки, соответствующие объемам 
произвести вертикальные линии. Через точку, соответствующую давлению 
проводят линию атмосферного давления.
Определить ориентировочный масштаб давлений в МПа/мм для построения индикаторной диаграммы по формуле:
; 
1.7.2 Определение среднего индикаторного давления
Среднее теоретическое индикаторное давление можно подсчитать по аналитической формуле:
Действительное среднее индикаторное давление будет равно
Где 
- коэффициент, учитывающий скругление диаграмм;
-потеря среднего индикаторного давления на совершение вспомогательных ходов.
1.7.3 Среднее эффективное давление
Среднее эффективное давление определяется по уравнению
Среднее давление механических потерь в двигателе Рт подсчитывается по следующим эмпирическим формулам, в МПа для дизеля
, МПа
1.7.4 Коэффициенты полезного действия
Индикаторный КПД рассчитывается по формуле:
Где 
- должна быть для двигателей, работающих на жидком топливе, в кДж/кг.
Механический КПД определяется по формуле
Эффективный КПД
1.7.5 Удельный и часовой расходы топлива
Индикаторный и удельный расходы топлива подсчитываются по формулам:
Часовой расход топлива для двигателей определяется из выражения в кг/ч
1.8 Основные размеры цилиндра и удельные показатели двигателя
Определяем одного цилиндра в литрах
Выбрав отношение хода поршня S к диаметру D, определяем диаметр цилиндра
, мм
По значениям S и n проверить и сопоставить среднюю скорость поршня с ранее принятым значением по формуле:
Для проектируемого двигателя необходимо рассчитать удельную поршневую мощность:
Удельная литровая мощность
1.9 Тепловой баланс двигателя
Тепловой баланс оценивает распределение тепла, вносимого в двигатель топливом, идущего на полезную работу и на потери.
Количество теплоты, выделяемого при сгорании вводимого в двигатель топлива(1 кг).
Тепло, идущее на индикаторную работу
Тепло, используемое на эффективную работу
Тепло, затраченное на работу трения и привод вспомогательных механизмов
Тепло, унесенное с отработавшими газами
Тепло, унесенное охлаждающей водой в сумме с неучетными потерями
1.10 Построение регуляторной характеристики тракторного дизеля
С достаточной степенью точности эффективной крутящий момент на безрегуляторной ветви характеристики тракторного дизеля в зависимости от скорости вращения коленчатого вала может быть описан следующим уравнением:
Соответственно вычисляем значения Ме определяются эффективные мощности Nе по формуле:
Максимальное значение частоты вращения холостого хода 
Определяется при максимальном скоростном режиме по формуле
Значения эффективного удельного расхода топлива с прототипа на характеристику проектируемого двигателя или путем подсчета этих расходов для принятых значений частоты вращения по формуле:
Зная 
, 
для заданных значений частоты вращения, по безрегуляторной ветви характеристики проектируемого двигателя, не трудно подсчитать значения часового расхода топлива по формуле:
(62)
кг/ч
кг/ч
кг/ч
кг/ч
кг/ч
Часовой расход топлива при максимальных холостых оборотах принимается равным 30% от расхода при максимальной мощности.
2. Кинематический расчет двигателя
2.1 Кинематика кривошипно-шатунного механизма
Величина инерционных усилий, а также частично усилий от давления газов, находится в зависимости от соотношения размеров, характеризующих кривошипный механизм. Такими размерами в центральном кривошипном механизме является радиус кривошипа r и длина шатуна l.
При неизвестном r и l задаемся величиной 
Для современных автомобильных и тракторных двигателей 
изменяется в пределах.
или 
Для проектируемого двигателя значение 
.
Радиус кривошипа равен 
м.
2.2 Перемещение (путь) поршня
Перемещение поршня в метрах, в зависимости от угла поворота кривошипа 
для двигателя с центральным кривошипно-шатунным механизмом с достаточной для практических расчётов точностью выражается следующим уравнением:
(63)
Таблица 1. Значение выражения 
|
| Значение | ||||||
| 0 | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 | |
| 0,278 | 0,000 | 0,169 | 0,604 | 1,130 | 1,604 | 1,901 | 2,000 |
Перемещение поршня будет равно
м,
м,
м,
м,
м,
м,
м.
2.3 Скорость поршня
При перемещении поршня скорость его движения является величиной переменой и при постоянном числе оборотов зависит только от изменения угла поворота кривошипа и величины .
Взяв производную от перемещения поршня по углу поворота кривошипа и учитывая, сто угловая скорость коленчатого вала является постоянной, то есть 
получим:
. (64)
Угловая скорость будет равна
рад/с.
Значение множителя в уравнении (64) заключенного в скобки в зависимости от 
приведены в таблице 2.
Таблица 2. Значения выражения 
|
| Значение | ||||||
| 0 | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 | |
| 0,278 | 0,000 | 0,622 | 0,990 | 1,000 | 0,742 | 0,378 | 0,000 |
Скорость поршня будет равна
м/с,
м/с,
м/с,
м/с,
м/с,
м/с,
м/с.
-
Ускорение поршня
Ускорение поршня определяется как первая производная от скорости по времени:
(65)
Значение множителя в уравнении (65) заключенного в скобки в зависимости от приведены в таблице 3.
Исходя из формулы (65), максимальное значение ускорения поршня м/с2, имеет место при 
.
(66)
Пользуясь уравнением (65) данными таблицы 3, аналитическим путем определяют значение ускорения поршня для ряда значений угла в интервале от 0 до 3600 и строят кривую 
.
Таблица 3. Значение выражения 
|
| Значение | ||||||
| 0 | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 | |
| 0,278 | 1,278 | 1,005 | 0,361 | 0,278 | 0,639 | 0,727 | 0,722 |
| Знак | + | + | + | - | - | - | - |
Ускорение поршня будет равно
м/с2,
м/с2,
м/с2,
м/с2,
м/с2,
м/с2,
м/с2.
-
Динамический расчет двигателя
-
Сила давления газов
Во время работы двигателя на кривошипно-шатунный механизм действуют силы давления газов и силы инерции. Силы инерции масс кривошипно-шатунного механизма, движущихся с переменными по величине и направлению скоростями, возникают на всех режимах работы двигателя и для ряда деталей являются основными расчетными силами.
Для определения характера изменения сил по углу поворота коленчатого вала их величины определяют для ряда отдельных положений вала, обычно через каждые 30о.
Поправка по методу Брикса: 
Сила давления газов на поршень, Н
, (67)
где 
– давление газов в цилиндре, МПа;
– давление окружающей среды, МПа;
– площадь поршня, м2, 
м2
Н
-
Приведение масс кривошипно-шатунного механизма
Масса возвратно-движущихся частей m на основании сделанного выше допущения представляется суммой
, (68)
где 
- масса поршневого комплекта, кг;
- масса шатуна, сосредоточенная в верхней головке и совершающая возвратно-поступательное движение, кг.
Масса неуравновешенных вращающихся частей равна:
, (69)
где 
- неуравновешенная и редуцированная на радиус r масса одного колена (часть щек шатунной шейки коленчатого вала);
- масса шатуна, сосредоточенная в нижней головке и совершающая вращательное движение.
кг/м2, 
кг;
кг/м2, 
кг;
кг/м2, 
кг.
При расчетах массы можно принять:
кг,
кг
Масса возвратно-движущихся частей
кг
Масса неуравновешенных вращающихся частей равна:
кг
-
Силы инерции
Силы инерции, действующие в кривошипно-шатунном механизме, в соответствии с характером движения приведенных масс на силы инерции поступательного движущихся масс 
и центробежной силы инерции вращающихся масс 
.
Сила инерции от возвратно-поступательно движущихся масс определяется
, (70)
или
