Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 24
.
Диплом включает в себя 114 страниц текста, 30 рисунков, 12 таблиц и 22 листа приложения. Объектом проектирования является дизель 6 ЧН 18/20. Целью работы является тепловой и динамический расчеты, расчет на прочность основных узлов и деталей механизма, выбор и проработка систем двигателя и агрегата наддува. Содержание.
Введение
……………………………………………………………………………………...5 2.1. Исходные данные………………………………………………………………..…..7 2.2. Процесс наполнения……………………………………………………………..….8 2.3. Процесс сжатия………………………………………………………………..…….8 2.4. Процесс сгорания……………………………………………………………..……..8 2.5. Процесс расширения………………………………………………………..……….9 2.6. Параметры агрегатов наддува……………………………………………….……...9 2.7. Индикаторные показатели………………………………………………………...10 2.8. Эффективные показатели…………………………………………………………10 2.9. Анализ результатов расчета……………………………………………………….10 3.1. Исходные данные для силового анализа на персональной ЭВМ……………….11 3.2. Усилия в деталях кривошипно-шатунного механизма………………………….12 3.3. Усилия в коренных шейках коленчатого вала…………………………………...15 3.4. Усилия в шатунных шейках коленчатого вала…………………………………..17 5.1. Описание конструкции…………………………………………………………….29 5.2. Условия работы…………………………………………………………………….29 5.3. Расчет коренной шейки……………………………………………………………30 5.4. Расчет шатунной шейки…………………………………………………………...32 5.5. Расчет щек………………………………………………………………………….35 5.6. Анализ результатов расчета……………………………………………………….38 6.1. Конструктивный обзор…………………………………………………………….39 6.2. Условия работы…………………………………………………………………….39 6.3. Расчет верхней головки шатуна…………………………………………………..40 6.4. Расчет стержня шатуна…………………………………………………………….44 6.5. Расчет кривошипной головки шатуна…………………………………………….47 6.6. Расчет шатунных болтов…………………………………………………………..48 6.7. Анализ результатов расчета……………………………………………………….49 7.1. Описание конструкции…………………………………………………………….50 7.2. Оценка теплового состояния поршня…………………………………………….50 7.3. Расчет механических напряжений в днище поршня…………………………….52 7.4. Расчет температурных напряжений………………………………………………54 7.5. Расчет тронка поршня……………………………………………………………..55 7.6. Анализ результатов расчета……………………………………………………….55 8.1. Расчет пальца на срез………………………………………………………………56 8.2. Расчет пальца на овализацию……………………………………………………..57 8.3. Расчет пальца на изгиб…………………………………………………………….59 8.4. Расчет поршневых колец…………………………………………………………..60 8.5. Анализ результатов расчета……………………………………………………….61 9.1. Особенности конструкции………………………………………………………...62 9.2. Гидродинамический расчет шатунного подшипника…………………………...62 9.3. Определения наиболее нагруженного коренного подшипника………………...64 9.4. Гидродинамический расчет коренного подшипника……………………………65 9.5. Анализ результатов расчета……………………………………………………….66 10.1. Обоснование и выбор исходных данных для расчета агрегатов наддува…….67 10.2. Проектирование и расчет центробежного компрессора……………………….70 10.3. Проектирование и расчет осевой газовой турбины…………………………….79 10.4. Проектирование и расчет воздухоохладителя………………………………….84 11.1. Расчет водоводяного охладителя………………………………………………..89 11.2. Расчет водомасляного теплообменника………………………………………...93 12.1. Выбор геометрических размеров ТНВД………………………………………..98 12.2. Проектирование трубопровода высокого давления……………………………99 12.3. Распылитель форсунки…………………………………………………………...99 12.4. Характеристики впрыска……………………………………………………….100 12.5. Согласование камеры сгорания и параметров впрыска……………………...105 12.6. Проектирование топливного кулака…………………………………………...107 12.7. Профилирование кулачной шайбы…………………………………………….108 Список использованной литературы
………………………………………………….114 Введение.
Проектируемый двигатель 6 ЧН 18/20 предназначен для использования в качестве привода водяного насоса на пожарных судах. Прототипом этого двигателя внутреннего сгорания является быстроходный дизель 6 ЧН 18/20 мощностью 550 кВт при частоте вращения 1550 об/мин со свободным компрессором. Целью работы является улучшения показателей экономичности, т.е. снижение удельного эффективного расхода топлива, и увеличение ресурсных показателей. Блок двигателя-прототипа изготавливается из алюминиевого сплава, а при проектировании нового двигателя применим в качестве материала блока двигателя чугун. Двигатель представляет собой четырехтактный рядный дизель, оборудованный турбокомпрессором, охладителями надувочного воздуха, масла и пресной воды, редуктором для передачи крутящего момента потребителю. Основным несущим узлом двигателя является картер, состоящий из двух частей: верхнего и нижнего. Верхний картер воспринимает все основные нагрузки, действующие на двигатель; нижний служит маслосборником. Плоскость разъема картеров расположена ниже оси коленчатого вала. На верхнем картере имеются опоры (лапы) для крепления двигателя к подмоторной раме. Нижняя плоскость опор находится на уровне оси коленчатого вала. Коленчатый вал, изготовленный из легированной стали 18Х2Н4МА, уложен в подшипники коренных опор, образованные верхним картером и подвесами, закрепленными на нем. Верхние головки шатунов с помощью поршневых пальцев сочленены с поршнями. Шатуны и пальцы изготовлены из той же стали, что и коленчатый вал. Поршень – составной, состоит из тронка, выполненного из ковочного алюминиевого сплава АК4 и из стальной головки, скрепленных между собой. Поршень охлаждается маслом и имеет четыре кольца: два верхних – уплотнительные, нижние – маслосъемные. Охлаждение поршня осуществляется разбрызгиванием масла. Агрегат наддува – турбокомпрессор, который осуществляет наддув в двигатель воздуха для повышения его мощности. Форсунки – закрытого типа с гидравлически управляемой иглой. Топливный насос – плунжерного типа, осуществляет подачу к форсункам дозированных порций топлива под высоким давлением. Масляная система двигателя обеспечивает подачу масла под давлением для смазки деталей дизеля и для охлаждения поршней, а также откачку масла из дизеля. Система охлаждения служит для охлаждения забортной водой надувочного воздуха сжатого в компрессоре, масла из системы смазки и пресной воды, охлаждающей стенки цилиндров и сам двигатель. 2.1. Исходные данные. №
п/п
Обоз-
начение
Размер-
ность
Наименование величины
Резуль-тат
1
Эффективная мощность 550 2
Номинальная частота вращения 1550 3
Коэффициент тактности 0.5 4
Число цилиндров 6 5
Диаметр цилиндра 0.18 6
Ход поршня 0.2 7
Степень сжатия 14 8
Предельно допустимое давление сгорания 14 9
Коэффициент полноты индикаторной диаграммы 0.96 10
Механический КПД двигателя 0.84 11
Адиабатный КПД компрессора 0.76 12
Механический КПД компрессора 0.98 13
Внутренний КПД турбины 0.75 14
Показатель адиабаты расширения в турбине 1.352 15
Сопротивление воздухоохладителя 0.004 16
Коэффициент избытка воздуха для сгорания 2.0 17
Коэффициент продувки 1.2 18
Коэффициент остаточных газов 0.04 19
Температура остаточных газов 760 20
Отношение давления в начале сжатия к давлению наддува 0.95 21
Отношение давления перед турбиной к давлению наддува 0.92 22
Подогрев заряда от стенок цилиндра 10 23
Коэффициент использования теплоты в конце сгорания 0.92 24
Коэффициент использования теплоты в точке z 0.88 25
Степень повышения давления при сгорании 1.672 26
Атмосферное давление 0.103 27
Температура окружающего воздуха 290 28
Давление наддува 0.237 29
Температура воздуха перед цилиндром 320 30
Давление газа после турбины 0.1 31
Сопротивление на входе в компрессор 0.001 32
Показатель политропы расширения газов при истечении из цилиндров 1.37 33
Коэффициент импульсивности потока 1.34 Для покупки или заказа полной версии работы перейдите по ссылке.
№
п/п
Обоз-
начение
Размер-
ность
Наименование величины
Резуль-тат
1
Количество воздуха, необходимое для сгорания 0.99 2
Химический коэффициент молекулярного изменения 1.032 3
Действительный коэффициент молекулярного изменения 1.031 4
Доля топлива, сгоревшего к точке z 0.957 5
Коэффициент молекулярного изменения в точке z 1.029 6
Теплота сгорания топлива, приведенная к абсолютному нулю температур 42690 7
Максимальная температура сгорания 1965 2.5. Процесс расширения. №
п/п
Обоз-
начение
Размер-
ность
Наименование величины
Резуль-тат
1
Степень предварительного расширения 1.316 2
Степень последующего расширения 10.64 3
Показатель политропы расширения 1.271 4
Температура в конце процесса расширения 1035 5
Давление в конце процесса расширения 0.693 2.6. Параметры агрегатов наддува. №
п/п
Обоз-
начение
Размер-
ность
Наименование величины
Резуль-тат
Компрессор 1
Адиабатная работа компрессора 81.3 2
Относительная мощность компрессора 0.185 Газовая турбина 1
Расчетная температура газовой смеси перед турбиной 690 2
Удельный расход газов в турбине 0.00006 3
Адиабатный теплоперепад в турбине 4053 4
Относительная мощность турбины 0.245 5
Температура газов в выхлопном коллекторе 757 6
Давление после турбины 0.218 2.7. Индикаторные показатели. №
п/п
Обоз-
начение
Размер-
ность
Наименование величины
Резуль-тат
1
Среднее индикаторное давление цикла 1.729 2
Среднее индикаторное давление действительного цикла 1.66 3
Удельный индикаторный расход топлива 0.177 4
Индикаторный КПД 0.48 2.8. Эффективные показатели. №
п/п
Обоз-
начение
Размер-
ность
Наименование величины
Резуль-тат
1
Среднее эффективное давление 1.396 2
Удельный эффективный расход топлива 0.211 3
Эффективный КПД 0.403 2.9. Построений индикаторной диграммы. Индикаторная диаграмма построена программой DVSWD. Исходные данные см. приложение 1. Рис. 2.9. Для покупки или заказа полной версии работы перейдите по ссылке.
3.
Силовой анализ двигателя.
3.1. Исходные данные для силового анализа двигателя на персональной ЭВМ. Характеристики двигателя 1. тактность для четырехтактного двигателя 2. число цилиндров 3. число цилиндров, работающих на одну шатунную шейку вала 4. число нащечных противовесов КВ Порядок вспышек в цилиндрах 1 - 5 - 3 - 6 - 2 – 4 Характеристики КШМ 13. Доля хода поршня, потерянная при сжатии за счет газораспределительных органов 14. Доля хода поршня, потерянная при расширении за счет газораспределительных органов 15. Диаметр цилиндра 16. Радиус кривошипа 17. Масса деталей, совершающих возвратно-поступательное движение 18. Масса шатуна 19. Масса колена вала 3.2. Усилия в деталях кривошипно-шатунного механизма. Таблица 3.2. включает в себя все силы, действующие на детали первого КШМ. Пояснения.
Столбец 0 – угол поворота КВ, град; Столбец 1 – давление газов на поршень, МПа; Столбец 2 – избыточное давление газов на поршень, МПа; Столбец 3 – движущая сила, МПа; Столбец 4 – нормальная сила, МПа; Столбец 5 - сила, действующая по оси шатуна, МПа; Столбец 6 - вертикальная сила, действующая на поршневой палец, МПа; Столбец 7 - полное давление в поршневом подшипнике, МПа; Столбец 8 - радиальная составляющая на шатунной шейке, МПа; Столбец 9 - тангенциальная составляющая на шатунной шейке, МПа; Столбец 10 - полное давление в шатунном подшипнике, МПа. Табл. 3.2. 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 11.187 11.087 9.42 0 9.42 9.815 9.815 8.543 0 8.543 5 12.879 12.779 11.123 0.277 11.127 11.515 11.519 10.179 1.246 10.255 10 13.945 13.845 12.219 0.608 12.234 12.604 12.619 11.05 2.721 11.38 15 12.888 12.788 11.213 0.832 11.244 11.586 11.616 9.738 3.707 10.419 20 11.845 11.745 10.239 1.006 10.289 10.596 10.643 8.4 4.449 9.505 25 9.567 9.467 8.049 0.98 8.108 8.385 8.442 6.003 4.291 7.379 30 7.709 7.609 6.295 0.91 6.36 6.606 6.668 4.119 3.937 5.698 35 6.246 6.146 4.951 0.823 5.019 5.233 5.298 2.705 3.516 4.436 40 5.11 5.01 3.946 0.738 4.015 4.198 4.263 1.67 3.104 3.525 45 4.232 4.132 3.21 0.663 3.277 3.428 3.491 0.922 2.741 2.892 50 3.549 3.449 2.677 0.601 2.744 2.86 2.922 0.381 2.44 2.469 55 3.015 2.915 2.298 0.554 2.364 2.444 2.506 -0.015 2.203 2.203 60 2.594 2.494 2.035 0.52 2.1 2.143 2.205 -0.313 2.025 2.049 65 2.258 2.158 1.856 0.498 1.922 1.928 1.991 -0.547 1.896 1.973 70 1.988 1.888 1.74 0.486 1.807 1.775 1.84 -0.741 1.804 1.951 75 1.768 1.668 1.67 0.48 1.737 1.669 1.737 -0.912 1.74 1.964 80 1.589 1.489 1.631 0.479 1.7 1.597 1.668 -1.069 1.693 2.002 85 1.441 1.341 1.614 0.48 1.683 1.549 1.622 -1.218 1.653 2.053 90 1.317 1.217 1.61 0.481 1.68 1.517 1.591 -1.362 1.613 2.111 95 1.214 1.114 1.614 0.48 1.684 1.496 1.571 -1.5 1.569 2.171 100 1.128 1.028 1.621 0.476 1.69 1.481 1.555 -1.632 1.517 2.228 105 1.054 0.954 1.628 0.468 1.694 1.469 1.542 -1.755 1.455 2.28 110 0.992 0.892 1.634 0.456 1.696 1.458 1.528 -1.869 1.382 2.325 115 0.94 0.84 1.636 0.439 1.694 1.447 1.513 -1.972 1.3 2.362 120 0.894 0.794 1.635 0.418 1.687 1.436 1.495 -2.062 1.209 2.39 125 0.856 0.756 1.63 0.393 1.676 1.423 1.476 -2.139 1.112 2.411 130 0.823 0.723 1.622 0.364 1.662 1.409 1.455 -2.204 1.011 2.425 135 0.795 0.695 1.611 0.333 1.645 1.394 1.433 -2.258 0.906 2.433 140 0.681 0.581 1.508 0.282 1.534 1.289 1.319 -2.22 0.755 2.345 145 0.67 0.57 1.503 0.25 1.524 1.282 1.307 -2.259 0.659 2.353 150 0.651 0.551 1.488 0.215 1.503 1.266 1.284 -2.28 0.559 2.347 155 0.626 0.526 1.463 0.178 1.474 1.242 1.254 -2.286 0.458 2.331 160 0.597 0.497 1.433
|