Тепловой расчет двигателя ЯМЗ-236

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:

Записываем значения разности d в принятом порядке и вычисляем их сумму σ и разность δ:

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:

%.

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.