Тема двигатель ямз

метки: Двигатель, Особенность, Давление, Впуск, Характеристика, Средний, Определяться, Масса

В результате выполнения данного дипломного проекта была разработана топливная система двигателя ЯМЗ-238, позволяющая ему работать на резервных топливах.

Спроектированная система отвечает техническому заданию, требованиям надежности, долговечности, удобству эксплуатации и ремонтопригодности. Детали и составные части системы питания максимально стандартизированы и модернизированы.

Целью дипломного проекта является выбор и обоснование способа смесеобразования, обеспечивающий многотопливность дизеля ЯМЗ -238. В данной работе был произведен сравнительный анализ соответствующих отечественных и зарубежных дизелей. Система питания двигателя подвергалась конструктивным изменениям: был внедрен топливоподкачивающий насос, насос топливного бака, изменен подвод топлива в топливный насос высокого давления, изменена конструкция нагнетательного клапана топливного насоса высокого давления, изменена конструкция форсунки двигателя.

Результатом вышеуказанных мероприятий при одинаковых экономических показателях явилось достижение более высоких мощностных показателей по сравнению с базовым двигателем при работе на штатном топливе, а так же более высокие экономические показатели и мощностные показатели при работе на резервных топливах и их смесях, тем самым обеспечивая требования к многотопливным свойствам дизелей ВАТ.

Производство разработанной топливной аппаратуры дизеля не требует значительного изменения технологического процесса по сравнению с базовым двигателем. Применение разрабатываемой топливной аппаратуры ведет к повышению боевой готовности частей и подразделений по требованию к обеспеченности требуемыми сортами топлива. Учитывая все вышеуказанное можно сделать вывод о целесообразности применения данного двигателя на практике и внедрения его в воинские части.

Содержание архива

1. Расчетно-пояснительная работа:

2. Чертежи:

• ЯМЗ-238 продольный разрез.cdw
• Корпус форсунки.cdw
• Нагнетательный клапан.cdw
• Обратный клапан.cdw
• Пружина нагнетательного клапана.cdw
• Сборочный чертеж топливного насоса высокого давления .cdw
• Седло нагнетательного клапана.cdw
• Спецификация(ТНВД ).cdw
• Спецификация(ТНВД 2).cdw
• Спецификация(ТНВД 3).cdw
• Спецификация(форсунка).cdw
• Сравнительные характеристики дизеля.cdw
• Схема системы питания топливом 2.cdw
• Топливный насос высокого давления.cdw

— Форсунка.cdw

Производство полиэтилена высокого давления

... от способа производства). Полиэтилен отличается от других термопластов весьма ценными комплексами свойств. Изделия из полиэтилена имеют высокую прочность, стойкость к ... инжекционными насосами дозируются в реактор. Для защиты инжекционных насосов (поз.Н-5, поз.Н-6, поз.Н-7) от высокого давления в ... в реактор (поз.Р-1) через нижнюю часть двигателя мешалки (первый ввод) для обдува и охлаждения ...

Остальные чертежи смотрите в папке «Скрины», архив

Краткая инструкция:

1. Ищите подходящую работу в строке поиска в центре страницы сверху или по боковой панели навигации слева.
2. Оцените качество работы с помощью содержания и скриншотов чертежей, которые находятся в архиве. Для просмотра скринов скачайте архив со страницы оплаты.
3. Если работа вас устраивает, выберите способ оплаты (Яндекс-деньги, Фрикасса или Интеркасса) или воспользуйтесь личным кабинетом и личным счетом, который вы можете пополнить там же.
4. Ожидайте, на вашу почту придет пароль от архива. Чтобы ускорить получения пароля, необходимо правильно заполнить форму оплаты — указать свой электронный адрес.
5. Если нужно срочно, то обращайтесь лично на WhatsApp или на телефон, указанный в шапке сайта.

• Как оплатить работу?
• Система скидок
• Как получить пароль к работе?
• Как вы поймете, что это я заплатил за работу?
• Как долго придется ждать пароль к оплаченной работе?

• Почта: hello@studiplom.ru, studiplom2010@yandex.ru

Работа прошла модерацию и соответствует теме

Источник

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/diplomnaya/osobennosti-kshm-dvigatelya/

Тепловой расчет дизельного двигателя ЯМЗ–238

Обоснование выбора топлива и проведение теплового расчета дизельного двигателя ЯМЗ–238. Определение параметров окружающей среды и остаточных газов. Расчет параметров впуска, сжатия и сгорания. Выпуск, расширение и индикаторные показатели двигателя.

Рубрика	Транспорт
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	30.04.2012
Размер файла	218,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

на тему: «Тепловой расчет дизельного двигателя ЯМЗ — 238»

1. Тепловой расчет двигателя

1.1 Выбор топлива, определение его теплоты сгорания

1.2 Определение параметров рабочего тела

1.3 Определение параметров окружающей среды и остаточных газов

1.4 Расчет параметров процесса впуска

1.8 Определение индикаторных показателей двигателя

1.9 Определение эффективных показателей двигателя

1.10 Определение основных размеров цилиндра и параметров двигателя

1.11 Построение индикаторной диаграммы

2. Расчёт и построение внешней скоростной характеристики двигателя

3. Кинематографический отчёт двигателя

4. Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма

4.1 Силу давления газов определяют по рассчитанной и построенной индикаторной диаграмме

4.2 Приведение массы кривошипно-шатунного механизма

4.3 Силы инерции

4.4 Крутящие моменты на шейках колен. вала

Тип двигателя — дизельный;

Номинальная мощность — Ne =185 кВт

Номинальная частота вращения — п=2600мин -1

Число цилиндров — i=8

1. Тепловой расчет двигателя

1.1 Выбор топлива, определение его теплоты сгорания

Для дизельного двигателя выбирается дизельное топливо: марки Л — при работе в летних условиях (температура окружающего воздуха 0 °С и выше), марки 3 — при работе в зимних условиях (температура окружающего воздуха до -30 °С).

Низшая теплота сгорания жидкого топлива, кДж/кг:

где С, H и О — массовые доли углерода, водорода и кислорода в 1 кг топлива.

1.2 Определение параметров рабочего тела

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания одного килограмма жидкого топлива:

• где , кмоль возд./ кг топл.;
• , кмоль возд./ кг топл.

Количество свежего заряда:

расчет тепло сгорание дизель двигатель

где — коэффициент избытка воздуха;

— Коэффициент избытка воздуха определяет состав горючей смеси. Его значение зависит от типа смесеобразования, условий воспламенения и сгорания топлива, а также от режима работы двигателя, находится в следующих пределах дизельных — ? = 1.3-1,4

кмоль св. зар./ кг топл.

При не полном сгорании топлива (? > 1) в состав продуктов сгорания входят: углекислый газ, водяной пар, кислород и азот.

Общее количество продуктов сгорания жидкого топлива:

кмоль пр.сг./ кг топл.

1.3 Определение параметров окружающей среды и остаточных газов

Давление и температура окружающей среды для двигателя без надува

Давление остаточных газов:

Выбираем Pr=0.110 МПа

Температура остаточных газов К, принимаем по прототипу:

1.4 Расчет параметров процесса впуска

Давление газов в цилиндре в конце впуска определяется по формуле, МПа:

• где, — потери давления на впуске за счет сопротивления впускной системы и затухания скорости движения заряда в цилиндре;
• при отсутствии наддува двигателя

где, — коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом сечении цилиндра;

• коэффициент сопротивления впускной системы, отнесенный к наиболее узкому ее сечению;
• средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы (как правило, в клапане или продувочных окнах), м/с;
• плотность заряда на впуске (при отсутствии наддува ), кг/м 3 .

По опытным данным в современных автомобильных двигателях на номинальном режиме:

Плотность заряда на впуске:

где, = 287 Дж/(кгград) — удельная газовая постоянная воздуха.

Потери давления на впуске

Давление в конце впуска

Величина p _a для дизельных двигателей лежит в пределах .

Коэффициент остаточных газов :

• где , — температура подогрева свежего заряда при его контакте со стенками впускного трубопровода и цилиндра;
• степень сжатия; =16,5

Температура заряда в конце процесса впуска:

Коэффициент наполнения без учета продувки и дозарядки четырехтактного двигателя:

Величина для прототипа лежит в пределах .

1.5 Расчет параметров процесса сжатия

По данным прототипа величина показателя политропы сжатия для дизельных двигателей без надува:

n ₁ = 1,380-1,400 по номограмме получаем 1,386

Давление и температура конца процесса сжатия определяются из уравнения политропы с постоянным показателем :

Средняя мольная теплоемкость рабочей смеси в конце сжатия

абочая смесь состоит из свежей смеси и остаточных газов.

Температура конца процесса сжатия tс в градусах Цельсия (°С)

Средняя мольная теплоемкость свежей смеси в конце сжатия принимается равной теплоемкости воздуха кДж;/(кмоль·град), и определяется по формуле:

• Средняя мольная теплоемкость остаточных газов в конце сжатия в кДж;/(кмоль·град) определяется по следующей формуле:

где , , , — средние мольные теплоемкости продуктов сгорания при изменении температуры в диапазоне 0…1500 °С, которые могут быть выражены в зависимости от температуры tс следующими формулами:

• Средняя мольная теплоемкость рабочей смеси в кДж;/(кмоль·град) определяется по формуле:

1.6 Расчет параметров процесса сгорания

Изменение объема при сгорании рабочей смеси учитывает коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси, который определяется по формуле

Теплота сгорания рабочей смеси, кДж/кмоль раб.см:

• средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания при постоянном объеме. кДж/(кмоль·град).

  которая определяется по формуле:

где ,, , — средние мольные теплоемкости продуктов сгорания при изменении температуры в диапазоне 1501…2800 °С, которые могут быть выражены в зависимости от температуры tz следующими формулами:

Подставим уравнения для средних мольных теплоемкостей продуктов сгорания в уравнение для расчета и получим следующее выражение:

Температура , определяется путем решения уравнения сгорания, которое имеет вид:

• где — коэффициент использования теплоты;
• степень повышения давления.

По опытным данным значения коэффициента использования теплоты для дизельных двигателей без наддува при их работе на номинальном режиме:

Степень повышения давления примем

Уравнение сгорания после подстановки в них числовых значений всех известных параметров и последующих преобразований принимают вид уравнений второго порядка относительно :

где , A,B и C — численные значения известных величин, откуда

Давление конца сгорания:

Степень предварительного расширения:

1.7 Расчет параметров процесса расширения и выпуска

Степень последующего расширения:

Средние показатели адиабаты расширения К2 определяются по номограмме

На номинальном режиме можно принять показатель политропы расширения с учетом достаточно больших размеров цилиндра, несколько меньше показателя адиабаты : n ₂ = 1.26

Давление и температура конца процесса расширения:

Правильность предварительного выбора температуры остаточных газов проверяется с помощью выражения:

Т.к. погрешность менее 10%, значит температура остаточных газов выбрана верно.

1.8 Определение индикаторных показателей двигателя

Теоретическое среднее индикаторное давление, МПа:

Действительное среднее индикаторное давление:

где — коэффициент полноты диаграммы, который принимается равным: = 0,95

Индикаторный КПД для дизелей:

Индикаторный удельный расход жидкого топлива, г/(кВт ч):

1.9 Определение эффективных показателей двигателя

Среднее давление механических потерь

где выражено в м/с;

• a,b — коэффициенты, значения которых устанавливаются экспериментально .

b = 0,0118 (МПа c)/м

Средняя скорость поршня, предварительно примем равной 10 м/с (так как большее значение n=2600 чем у прототипа):

n — номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, мин 1 .

Среднее эффективное давление, МПа:

Механический КПД () представляет собой отношение среднего эффективного давления к индикаторному:

Эффективный КПД двигателя:

Эффективный удельный расход жидкого топлива, г/(кВт ч):

1.10 Определение основных размеров цилиндра и параметров двигателя

По эффективной мощности, частоте вращения коленчатого вала, тактности и эффективному давлению определяется литраж двигателя, л:

• где, T — тактность двигателя;
• выражено в кВт, — в МПа, n — .

Рабочий объем одного цилиндра, л:

где, i — число цилиндров двигателя.

Диаметр цилиндра, мм:

• Целесообразно принять для дизеля S/D> или=1

Полученные значения D и S округлили до ближайших целых чисел. По окончательно принятым значениям D и S определяем основные параметры двигателя:

литраж двигателя (л)

Средняя скорость поршня

Расхождение с ранее принятым значением на 4%, является допустимым.

эффективная мощность (кВт)

эффективный крутящий момент (Н м)

часовой расход топлива (кг/ч)

1.11 Построение индикаторной диаграммы

Индикаторная диаграмма дизельного двигателя построена для номинального режима работы двигателя, т. е. при N _e = 183 кВт и n = 2600 мин — 1 , аналитическим методом.

Для дизелей отношение изменяется в пределах 1… .

Масштабы диаграммы: масштаб хода поршня M _s = 1 мм в мм; масштаб давлений М_р = 0,05 МПа в мм.

Величины в приведенном масштабе, соответствующие рабочему объему цилиндра и объему камеры сгорания:

• AB=S/Ms=120/l,0 = 120 мм;
• ОА = АВ/(?-1)= 120/(16,5-1)= 7,74 мм.

Максимальная высота диаграммы (точка z) p _z /M_p =8,904/0,05=178 мм.

zz 1 =ОА(p-1)=7,74(1,27-1)=2,08мм

Ординаты характерных точек:

Построение политроп сжатия и расширения аналитическим методом:

а) политропа сжатия p _x =p_a (V_a /Vx) n 1 . Отсюда

Результаты расчета точек политроп приведены в табл 1.

Скругление индикаторной диаграммы. Начало открытия впускного клапана (точка г’) устанавливается за 20° до прихода поршня в в.м.т., а закрытие (точка а») — через 56° после прохода поршнем н.м.т.; начало открытия выпускного клапана (точка b’) принимается за 56° до прихода поршня в н.м.т., а закрытие (точка а’) — через 20° после прохода поршнем в.м.т. Угол опережения впрыска равен 20°, а продолжительность периода задержки воспламенения ??>= 8°.

( 1 — cos ?) +?/4(1- cos2 ?)

Расстояние АХ точек от в.м.т..мм

2. Расчёт и построение внешней скоростной характеристики двигателя

Построение кривых скоростной характеристики ведется в интервале частот вращения коленчатого вала:

от n _min = 600 мин ,n_х = 1000 мин значение n_N = 2600 мин.

где — частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности.

Расчетные точки кривых эффективной мощности и эффективного удельного расхода топлива определяются по следующим зависимостям через каждые 500 мин 1 :

где , соответственно номинальная эффективная мощность (кВт), удельный эффективный расход топлива при номинальной мощности (г/кВт-ч),

• соответственно эффективная мощность (кВт), удельный эффективный расход топлива (г/кВт-ч), частота вращения коленчатого вала (мин) в искомой точке скоростной характеристики;

Крутящий момент (Н м) и часового расхода топлива (кг/ч) определяются по формулам:

a,b,c,коэффициенты, значения которых устанавливаются экспериментально (см. табл. 2.1).

Таблица 2.1 — Значение эмпирических коэффициентов для расчета скоростной характеристики дизельного двигателя.

Результаты вычислений заносим в таблицу 2.2

Таблица 2.2 — Значения точек для построения внешней скоростной характеристики.

Частота вращения коленчатого вала в искомой точке скоростной характеристики, об/мин

Эффективная мощность, кВт

Эффективный удельный расход топлива, г/кВт ч

Эффективный крутящий момент, Н м

Часовой расход топлива, кг/ч

3. Кинематографический отчёт двигателя

Для дальнейших расчетов необходимо выбрать длину шатуна l _ш и определить значение = r/ l_{ш .}

Основными геометрическими параметрами, определяющими законы движения элементов КШМ, являются: r _к.ш — радиус кривошипа коленчатого вала r=S/2, 120/20=60 мм).

Параметр = r/ l_ш является критерием кинематического подобия КШМ. Для двигателя = 0,264(по прототипу).

l_ш — длина шатуна (l_ш =227мм).

Основываясь на табличные данные (лит..3 таб №12.1,13.1,13.4,13.5.) определяем основные размеры Н=120мм., r_ш =40мм., R=120мм., r_к.ш =60мм.,Д=S=120мм., r_п =12,5мм.и изображаем чертеж КШМ в масштабе 1:2 (приложение 4)

Проверяем отсутствие задевания шатуна о нижнюю кромку гильзы цилиндра. Минимальный зазор о ).

б).

Полученные значения кинематических параметров оформляем в таблицу :

По данным таблицы строим аналитическим методом графики перемещение S _x , скорость V_п и ускорение поршня j_{п .} (приложение)

4. Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма

4.1 Силу давления газов определяют по рассчитанной и построенной индикаторной диаграмме

Строим развернутую диаграмму давления газов в координатах р _г — о п.к.в, используя построенную свернутую индикаторную диаграмму (Приложение 1) действительного цикла в ходе теплового расчета двигателя. Перестроение индикаторной диаграммы в развернутую выполняется графическим путем по методу проф. Ф.А. Брикса которая равна 8.1 мм.(r /2).Развертку индикаторной диаграммы начинают от ВМТ в процессе хода впуска. Масштабы развернутой диаграммы : ход поршня М_s =1 мм.

Давление М _р =0,05 Мпа. В мм., сил М_р = М_р F_п =0.05*0.0113=0.000565МН или 0,6кН в мм., угла поворота кривошипа М=3 о в мм.

По развернутой диаграмме через каждые 30 о угла поворота кривошипа определяем избыточное давление над поршнем ? р _г = р_г — р_{o Мпа.}

Полученные значения занесем в сводную таблицу.

4.2 Приведение массы кривошипно-шатунного механизма

Для вычисления силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс и центробежной силы инерции вращающейся части массы шатуна необходимо знать массы деталей поршневой (m _п ) и шатунной (m_ш ) групп.( m_ш, m_п, m_к определяем приближенно по лит.1 часть2.таб.1)

Масса поршневой группы:

где m ‘ _п — удельная масса поршня,

Для поршня из алюминиевого сплава принято m ‘ _п = 260 кг/м 2 , F_n =113см 2

Масса неуравновешенных частей одного колена вала без противовесов

=320 кг/м 2 для стального кованого вала

где m ‘ _ш — удельная масса шатуна, m ‘ _ш = 300 кг/м 2

Масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца:

Масса шатуна, совершающая вращательное движение:

Масса кривошипно-шатунного механизма, совершающие возвратно-поступательное движение:

Масса кривошипно-шатунного механизма, совершающие вращательное движение:

Сила инерции возвратно-поступательно движущихся масс P _j вычисляется в виде удельных сил p_j (отнесенных к площади поршня)

Полученные данные заносим в сводную таблицу

Центробежные силы (полные)

всех вращающихся масс H

вращающихся масс кривошипа Н.,

вращающихся масс шатуна Н.,

Для V-образных двигателей с рядом стоящими шатунами

4.4. Суммарные силы действующие в к.ш.м.

Удельные суммарные силы :

• сила давления газов и инерция поступательно-движущихся масс
• сила действующая вдоль шатуна
• сила направленная по радиусу кривошипа

Значения полученных сил заносятся в таблицу. В районе максимального давления сгорания шаг равен 10 0 п.к.в. :360 0 , 370 0 ,390 0 .

4.4 Крутящие моменты на шейках колен. вала

Крутящий момент одного цилиндра М _кр.ц = p_T F_n r Нм;

• Полученные данные заносим в сводную таблицу.

Источник

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/diplomnaya/osobennosti-kshm-dvigatelya/