Тепловой расчет двигателя ЯМЗ-236
Федеральное
агентство по образованию
Государственное
образовательное учреждение
высшего
профессионального образования
Тульский
государственный университет
Кафедра
«Подъемно-транспортные машины и оборудование»
Курсовая
работа по теме
“Тепловой
расчет двигателя ЯМЗ-236”
Выполнил студент ____________Грачев А.В.
группы 621951
Проверил ____________Воротынцев А.Ю.
Тула
2008г.
Содержание
Параметры рабочего тела
Параметры окружающей среды и
остаточные газы
Процесс впуска
Процесс сжатия
Процесс сгорания
Процесс расширения
Список литературы
Тепловой расчёт
двигателя ЯМЗ - 236
Тип двигателя - четырехтактный,
шестицилиндровый, v - образный , без наддува.
Номинальная мощность дизеля кВт; номинальная частота вращении ; степень сжатия ; коэффициент тактности; коэффициент избытка воздуха. Дизельное топливо «Л» (ГОСТ
305-82); низшая удельная теплота сгорания топлива ; средний элементный состав: С =
85,7%; Н = 13,3%; О = 1%.
Расчет ведем для условий сгорания 1
кг топлива. При выполнении расчета задаемся рядом параметров с учетом пределов
их изменения и значений, характерных для двигателя прототипа.
Параметры
рабочего тела
Теоретически необходимое количество
воздуха для сгорания 1 кг топлива:
Или
Количество свежего заряда:
Общее количество продуктов сгорания:
Параметры окружающей
среды и остаточные газы
Атмосферные условия принимаем
следующие: МПа; К. Давление окружающей среды МПа; температура окружающей среды . Давление и температура остаточных
газов: МПа;
принимаем .
Процесс
впуска
Принимаем температуру подогрева
свежего заряда ∆. Плотность заряда на впуске:
где Дж/(кг*град) - удельная газовая
постоянная для воздуха.
Принимаем:
и .
Тогда потери давления на впуске в
двигатель:
Давление в конце впуска:
Коэффициент остаточных газов:
Температура в конце впуска:
Коэффициент наполнения
Процесс
сжатия
двигатель впуск сжатие
четырехтактный
Показатель политропы сжатия можно
определить по формуле :
Тогда давление в конце сжатия:
Температура в конце сжатия:
Средняя молярная теплоемкость заряда (воздуха) в
конце сжатия без учета влияния остаточных газов:
Число молей остаточных газов:
Число молей газов в конце сжатия до сгорания:
Процесс сгорания
Средняя молярная теплоемкость при постоянном
давлении для продуктов сгорания жидкого топлива в дизеле:
Число молей газов после сгорания:
кмоль.
Расчетный коэффициент молекулярного
изменения рабочей смеси:
Принимаем коэффициент использования
теплоты . Тогда
количество теплоты, передаваемой газам при сгорании 1 кг топлива:
кДж/кг.
Принимаем степень повышения давления
. Температуру в конце сгорания
определяем из уравнения:
Решаем уравнение относительно ТZ
находим
.
Степени, предварительного расширения:
Процесс расширения
Степень последующего расширения:
Принимаем . Тогда
Проверяем правильность ранее
принятой температуры остаточных газов ( принята 900 К).
(допустимое значение ).
Индикаторные параметры рабочего
цикла дизеля:
Принимаем коэффициент полноты
индикаторной диаграммы .
Тогда среднее индикаторное давление
цикла для скругленной индикаторной диаграммы:
Индикаторный КПД:
Индикаторный удельный расход
топлива:
Эффективные показатели дизеля.
Принимаем предварительно среднюю скорость поршня .
Среднее давление механических
потерь:
.
Среднее эффективное давление:
Механический КПД:
Эффективный КПД:
Эффективный удельный расход топлива:
Основные размеры цилиндра и удельные
параметры дизеля. Литраж двигателя:
л
Рабочий объем цилиндра:
л
Задаемся
Тогода диаметр цилиндра:
мм
Ход поршня: мм
Разница составляет 6,4 % (допустимо
до 10 %).
Площадь поршня:
Средняя скорость поршня:
(Wп.ср соответствует принятой при определении
среднего давления механических потерь). Эффективный крутящий момент дизеля:
Часовой расход топлива:
Литровая мощность:
Удельная поршневая мощность:
Если принять массу сухого (не
заправленного) дизеля без вспомогательного оборудования по прототипу дизеля ЯМЗ
- 236 , то литровая масса:
и удельная масса:
В соответствии с техническими
данными дизеля принимаем:
В результате теплового расчета
получены давления в характерных точках диаграммы: значения политроп сжатия и
расширения: степень
предварительного расширения степень последующего расширения среднее
индикаторное давление по нескругленной индикаторной диаграмме
Для построения расчетной
индикаторной диаграммы определяем относительную высоту камеры сгорания hс и hz:
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
;
1)
2)
3) 15)
4) 16)
5) 17)
6) 18)
7) 19)
8)
9)
10)
11)
12)
13)
14)
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
10)
11)
12)
13)
14)
15)
16)
17)
18)
19)
14)
1) 15)
2) 16)
3) 17)
4) 18)
5) 19)
6)
7)
8)
9)
10)
11)
12)
13)
1) 14)
2) 15)
3) 16)
4) 17)
5) 18)
6) 19)
7)
8)
9)
10)
11)
12)
13)
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
10)
11)
12)
13)
14)
15)
16)
17)
18)
19)
1)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
)
Выполним также расчет среднего индикаторного
давления методом гармонического анализа (см. § 1, глава 3).
Значения ординат давления и принимаем
из табл. 2, записываем в принятом порядке и определяем их разность d:
Ординаты
давления
y, МПа
|
y1 7,3 y23 3,294
|
y2 6,46 y22 2,124
|
y3 4,18 y21 1,278
|
y4 2,79 y20 0,81
|
y5 1,97 y19 0,54
|
y6 1.46 y18 0,383
|
y7 1,13 y17 0,287
|
y8 0,92 y16 0,225
|
y9 0,77 y15 0,183
|
y10 0,66 y14 0,154
|
y11 0,59 y13 0,133
|
Разность
d
|
d1 4,01
|
d2 4,34
|
d3 2,89
|
d4 1,98
|
d5 1,43
|
d6 1,08
|
d7 0,84
|
d8 0,69
|
d9 0,59
|
d10 0,51
|
d11 0,46
|
Записываем значения разности d в принятом
порядке и вычисляем их сумму σ и
разность δ:
Разность
d
|
d1 4,01 d11
0,46
|
d2 4,34 d10
0,51
|
d3 2,89 d9
0,59
|
d4 1,98 d8
0,69
|
d5 1,43 d7
0,84
|
d6 1,08
|
Сумма σ
|
σ1
4,47
|
σ2
4,85
|
σ3
3,48
|
σ4
2,67
|
σ5
2,27
|
σ6
1,08
|
Разность δ
|
δ1
3,55
|
δ2
3,83
|
δ3
2,3
|
δ4
1,29
|
δ5
0,59
|
|
Определяем коэффициенты В2 и В4:
Определяем среднее индикаторное
давление:
При этом различие между средними
индикаторными давлениями , полученными
в результате обработки индикаторной диаграммы по приведенной методике и в
результате теплового расчета, составило:
%.
Результаты
расчета точек политроп расчетной диаграммы дизеля ЯМЗ - 236
|
|
|
|
Политропа
расширения
|
Политропа
сжатия
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0
|
0
|
-
|
-
|
-
|
16,5
|
44
|
3,96
|
360
|
10
|
0,019
|
0,148
|
-
|
-
|
7,3
|
14,4
|
36,6
|
3,294
|
350
|
20
|
0,075
|
0,204
|
1,109
|
1,129
|
6,46
|
10,4
|
23,6
|
2,124
|
340
|
30
|
0,167
|
0,296
|
1,609
|
1,744
|
4,18
|
7,19
|
14,3
|
1,287
|
330
|
40
|
0.289
|
0,418
|
2,272
|
2,612
|
2,79
|
5,1
|
9
|
0,81
|
320
|
50
|
0,434
|
0,563
|
3,06
|
3,701
|
1,97
|
3,78
|
6
|
0,54
|
310
|
60
|
0,599
|
0,728
|
3,957
|
5
|
1,46
|
2,92
|
4,25
|
0,383
|
300
|
70
|
0,775
|
0,904
|
4,913
|
6,440
|
1,13
|
2,36
|
3,19
|
0,287
|
290
|
80
|
0,954
|
1,083
|
5,886
|
7,956
|
0,92
|
1,97
|
2,5
|
0,225
|
280
|
90
|
1,132
|
1,261
|
6,853
|
9,506
|
0,77
|
1,69
|
2,03
|
0,183
|
270
|
100
|
1,302
|
1,431
|
7,777
|
11,022
|
0,66
|
1,49
|
1,71
|
0,154
|
260
|
110
|
1,459
|
1,588
|
8,630
|
12,449
|
0,59
|
1,34
|
1,48
|
0,133
|
250
|
120
|
1,599
|
1,728
|
9,391
|
13,743
|
0,53
|
1,23
|
1,32
|
0,119
|
240
|
130
|
1,72
|
1,894
|
10,293
|
15,299
|
0,48
|
1,12
|
1,17
|
0,105
|
230
|
140
|
1,821
|
1,951
|
10,598
|
15,831
|
0,46
|
1,09
|
1,12
|
0,101
|
220
|
150
|
1,899
|
2,028
|
11,022
|
16,575
|
0,44
|
1,05
|
1,07
|
0,096
|
210
|
160
|
1,955
|
2,084
|
11,326
|
17,111
|
0,43
|
1,02
|
1,03
|
0,093
|
200
|
170
|
1,989
|
2,118
|
11,511
|
17,438
|
0,418
|
1,01
|
1,01
|
0,091
|
190
|
180
|
2
|
2,129
|
11,571
|
17,545
|
0,416
|
1
|
1
|
0,09
|
180
|
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Богатырев
А.В., Лехтер В.Р. Тракторы и автомобили. - М.: КолосС, 2005. - 400с.
2. Гуревич
А.М., Болотов А.К., Судницын В.И. Тракторы и автомобили. - М.: Агропромиздат,
1989. - 368 с.
. Мелиоративные,
строительные и лесные тракторы / А.В. Жуков, Ю.И. Провоторов, В.А. Скотников и
др. - Мн.: Урожай, 1989. - 335 с.
. Николаенко
А.В. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей. - М.: Колос, 1992.
- 331 с.
. Райков
И.Я., Рытвинский Г.Н. Конструкция автомобильных и тракторных двигателей. - М.:
Высш. шк., 1986. - 282 с.
. Скотников
В.А., Мащенский А.А., Солонский А.С. Основы теории и расчета трактора и
автомобиля. - М.: Агропромиздат, 1986. - 383 с.