Проект тракторного дизеля

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

Пояснювальна записка до дипломного проекту бакалавра: 153 с.; 25 мал.; 33 табл.; 25 джерел інформації; 1 додаток.

Ключові слова: ДИЗЕЛЬ; РОБОЧИЙ ПРОЦЕС; ДИНАМІЧНИЙ РОЗРАХУНОК; РОЗРАХУНОК НА МІЦНІСТЬ; ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ; ОХОРОНА ПРАЦІ; ГАЗОДИЗЕЛЬ; ГОДОДРАФ.

В роботі розроблено проект тракторного дизеля потужністю на базі двигуна СМД-19Т. Проведено вибір основних конструктивних та режимних параметрів двигуна. Виконано розрахунок робочого процесу двигуна, його динамічний розрахунок, розрахунок основних деталей на міцність. Наведено економічне обгрунтування необхідності проектування дизеля, а також зроблено аналіз робітничих умов при проектуванні двигуна з точки зору охорони праці.

В якості спеціального завдання виконана оцінка ефективності роботи дизеля на генераторному газі різного складу.

ЗМІСТ

Вступ

1. Вибір та обґрунтування параметрів двигуна

2. Опис конструкції двигуна

2.1 Блок-картер і головка циліндрів

2.2 Кривошипно-шатунний механізм

2.3 Механізм газорозподілу

3. Розрахунок робочого процесу двигуна

3.1. Теоретичні основи методики розрахунку

3.2 Надання вихідних даних для виконання розрахунку

3.2.1 Основні вихідні дані

3.2.2 Константи і коефіцієнти

3.2.3 Прохідні січіння

3.3 Результати розрахунку робочого процесу

4. Динамічний розрахунок

4.1 Вихідні дані для динамічного розрахунку

4.2 Розрахунок сил і обертального моменту у відсіку двигуна

4.3 Розрахунок навантажень на шатунні шейки й підшипники

4.4 Розрахунок навантажень на корінну шийку й підшипник

4.5 Сумарний обертальний момент двигуна

4.6 Оцінка нерівномірності обертання колінчатого вала

4.7 Аналіз зовнішньої врівноваженості двигуна

5. Розрахунок деталей на міцність

5.1 Розрахунок поршневої групи

5.1.1 Розрахунок поршня

5.1.2 Розрахунок поршневого кільця

5.1.3 Розрахунок поршневого пальця

5.2 Розрахунок шатунної групи

5.2.1 Розрахунок поршневої головки шатуна

5.2.2 Розрахунок кривошипної головки шатуна

5.2.3 Розрахунок стрижня шатуна

5.2.4 Розрахунок шатунного болта

5.3 Розрахунок колінчатого вала на міцність

5.3.1 Розрахунок корінної шийки

5.3.2 Розрахунок шатунної шийки

5.3.3 Розрахунок щік

6. Оцінка ефективності роботи дизеля на генераторному газі

6.1 Обрунтування доццільності переходу на газодизельний цикл

6.2 Особливості методики розрахунку робочого процесу газодизеля

6.3 Розрахунок економічного ефекту

7. Економічне обгрунтування бакалаврського проекту

7.1 Характеристика спроектованого двигуна

7.2 Розрахунок собівартості й ціни спроектованого двигуна

7.3 Побудова графіка досягнення беззбитковості виробництва

7.4 Розрахунок економічного ефекту від виробництва й використання нового двигуна

7.4.1 Річний економічний ефект у виробника

7.4.2 Розрахунок економічного ефекту в споживача нової техніки

8. Охорона праці й захист навколишнього середовища

8.1 Загальні питання охорони праці й навколишнього середовища

8.2 Небезпечні й шкідливі виробничі фактори

8.3 Промислова санітарія

8.3.1 Мікроклімат у виробничому приміщенні

8.3.2 Освітлення робочого місця

8.3.3 Електромагнітне випромінювання

8.4 Ергономічні вимоги до робочого місця

8.5 Електробезпечність

8.6 Пожежна безпека

8.7 Охорона навколишнього середовища

Висновки

Список джерел інформації

Додаток А. Специфікація

ВВЕДЕННЯ

Двигуни внутрішнього згоряння є одним з основних джерел енергії й використаються в різних галузях народного господарства. Тракторне й комбайнове двигунобудування має характерні риси, обумовлені широкою гамою застосовуваних на тракторах сільськогосподарських знарядь, що мають часто активні робітничі органи. Це вимагає наявності на двигунах додаткових місць відбору потужності, відповідності їхніх конструктивних схем жорстким габаритним обмеженням, внесеним системою навішення знаряддя й т.п.

Проектований дизель призначений для експлуатації в районах з помірним кліматом. У зв'язку з установкою на різні машини модифікації дизелі відрізняються від базового регулюванням по потужності, комплектністю, системою пуску й застосуванням турбонагнітача.

Розвиток й удосконалювання тракторних і комбайнових двигунів здійснюється в комплексі рішення загальних проблем тракторного й сільськогосподарського машинобудування з урахуванням основних тенденцій розвитку світового тракторного двигунобудування.

Науково-дослідними й конструкторськими організаціями галузі накопичений великий досвід розробки, освоєння й доведення форсованих двигунів. Установлено специфічні методи розрахунку основних агрегатів і систем тракторних і комбайнових дизелів, методи вибору основних конструктивних співвідношень, принципових компонуючих схем, як дизеля в цілому, так і його основних елементів. Докладний опис конструкції й систем проектованого двигуна представлене в одному з розділів бакалаврської роботи. Також нами був зроблений розрахунок робочого процесу й динамічний розрахунок. Через високе завантаження двигуна й циклічності режимів несучі елементи повинні мати більші запаси міцності, що й було перевірено в одному з розділів бакалаврської роботи. У спеціальному завданні розглянуті шляхи по зниженню механічних втрат.

1. ВИБІР І ОБГРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ДВИГУНА

Для кожного типу двигунів прийняті, на основі багаторічного практичного досвіду, певні обмеження у виборі параметрів робочих процесів і чисельних відносин величин конструктивних параметрів. Врахувати цей досвід можна на основі аналізу конструкцій доведених дизелів, що добре себе зарекомендували в експлуатації.

1.1 Число і розташування циліндрів

При виборі числа циліндрів слід враховувати їх вплив на масові і габаритні показники двигуна, діаметр циліндра, врівноваженість сил інерції рухомих мас, рівномірність обертання колінчастого валу, теплову напруженість поршневої групи.

Із збільшенням числа циліндрів можна зменшити діаметр циліндра, поліпшити врівноваженість і рівномірність ходу двигуна, при цьому посилюється охолоджування поршневої групи, при однорядному розташуванні циліндрів довжина двигуна дещо збільшується, а висота двигуна і його ширина зменшуються.

Число циліндрів двигуна Z, пов'язане безпосередньо з діаметром циліндра, визначається заданими розмірами двигуна, ступенем рівномірності моменту, що крутить, залежного від протікання робочого процесу і числа тактів, тепловою напруженістю поршневої групи, вимогами до урівноваження рухомих мас і значенням сил інерції цих мас, умовами виробництва двигунів (при великому числі циліндрів і меншому діаметрі знижується вартість виготовлення двигуна, особливо у разі багатосерійного виробництва);небезпека збільшення крутильних коливань валу, можливістю пуску двигуна з будь-якого положення колінчастого валу.

Число циліндрів у виконаних конструкціях знаходиться в межах 1-24.
Як правило, в однорядних конструкціях Z = 4 - 10, в конструкціях, багато рядності, 4-20. Зміна числа циліндрів (при даній потужності) впливає на механічний і індикаторний ККД двигуна. У багатоциліндрових конструкціях при збільшенні Z розміри циліндра і всього двигуна зменшуються, знижується також маса рухомих деталей, що дозволяє підвищити частоту обертання колінчастого валу без перевищення допустимих напруг в деталях. При визначенні розмірів циліндра використовують дані про двигуни, що знаходяться в експлуатації, і результати дослідів на одноциліндрових установках.. Враховуючи все вище сказане, і ґрунтуючись на дизель-прототип приймаємо D =120 мм, Z =4. Расположення циліндрів рядне.

1.2 Середня швидкість поршня і частота обертання

Одним з основних параметрів, залежних типу двигуна і його призначення, є швидкість поршня. Із збільшенням середньої швидкості поршня підвищується теплова напруженість деталей двигуна (в першу чергу поршневої групи), збільшуються сили інерції, що навантажують деталі кривошипно-шатунного механізму, а також знос підшипників колінчастого валу, гільзи, циліндра, підвищується швидкість газів в органах газорозподілу, унаслідок чого зростають гідравлічні опори в них.

У швидкохідних дизелях середня швидкість поршня лежить в межах 8-12 м/с. У моєму випадку Sh=8,87 м/с.

Частота обертання колінчастого валу сучасних двигунів складає 100-10000 хв і досягає в окремих випадках 12000 - 15000 хв і більш (малолітражні, гоночні автомобільні, мотоциклетні двигуни і т.д.). Частота обертання валу стаціонарного двигуна, безпосередньо пов'язаного з електрогенератором, залежить від стандартного числа періодів змінного струму (50 періодів в секунду) при заданому числі пар полюсів електрогенератора. Останніми роками спостерігається тенденція до відмови від значного підвищення частоти обертання двигунів. Підвищення частоти обертання дозволяє зменшити діаметр циліндра і хід поршня, і, отже, зменшити габарити двигуна і його вагу. Проте при цьому зростають механічні втрати і сили інерції, зворотно-поступальний рухомих мас, а, отже, підвищується знос двигуна. Частота обертання колінчастого валу є такою, що визначає для моторесурсу двигуна. Тому число оборотів двигуна вибирають, виходячи з призначення і умов його роботи. Для автотракторних дизелів частоти обертання лежать в межах 1500...3000 хв для проектованого двигуна приймаємо частоту n=1900 хв.

1.3 Діаметр циліндра і хід поршня

Діаметр циліндра впливає на теплові втрати в охолоджуючу рідину, теплову напруженість поршня і головки циліндра, навантаження на кривошипно-шатунный механізм і підшипники. Цей параметр зв'язаний безпосередньо із швидкістю поршня і потужністю двигуна. У високооборотних двигунах значення S/D доцільно знижувати до певної межі для отримання помірної швидкості поршня,підвищення механічного ККД, зменшення розмірів у напрямі осі циліндра (особливо в двотактних двигунах) і підвищенні жорсткості колінчастого валу. Із зменшенням радіусу кривошипа збільшується перекриття шатунних і корінних шийок, крім того, знижується знос поршневих кілець. При менших S/D легше розмістити деталі механізму газорозподілу в кришці циліндра. Проте із зменшенням S/D збільшується довжина двигуна. При цьому знос гільз майже не зменшується, оскільки він пропорційний частоті обертання валу і практично не залежить від ходу поршня. У двотактних двигунах з прямоточной схемою газообміну при низьких S/D погіршується якість процесу газообміну. Слід зазначити, що значення сил, що діють на вузли, визначаються більшою мірою діаметром циліндра і в меншій ходом поршня.

У існуючих конструкціях автотракторних дизелів S/D знаходитися в межах 1,6...0,85.Отношение ходу поршня до діаметру циліндра (S/D) є одним з основних параметрів, що визначають розміри і масу двигуна. Зменшення відношення S/D дозволяє збільшити число оборотів двигуна без зростання середньої швидкості поршня, підвищити коефіцієнт наповнення, понизити теплові втрати в охолоджуючу рідину, збільшити перекриття шатунних і корінних шийок, і тим самим, підвищувати жорсткість колінчастого валу. Проте при цьому збільшується довжина і вага рядного двигуна. приймаємо за даними дизеля-прототипу S=140 мм D=120 мм.

1.4 Довжина шатуна

Довжина шатуна L визначається із співвідношення = R/L, де R-радіус кривошипа. При збільшенні R (укорочений шатун) зростає максимальний кут відхилення шатуна, що вимушує в нижній частині циліндра робити вирізи, підвищується бічний тиск на стінку циліндра, у зв'язку з чим ростуть втрати на тертя і крім того збільшуються сили інерції другого порядку, зменшується висота двигуна, вага двигуна і вага шатуна. Подовження шатуна дає зменшення кута нахилу, проте це приводить до збільшення його маси, а, отже, сил інерції. Тому для проектованого двигуна приймаємо довжину шатуна рівної 250 мм.

? ==0,28.

1.5 Ступінь стиснення

Ступінь стиснення є одним з основних параметрів, від яких залежить економічність двигуна. Із збільшенням ? збільшується індикаторний і ефективний ККД двигуна. Проте зростання ? обмежується зменшенням міцності деталей і зростанням механічних втрат в двигуні.

Ступінь стиснення ? в дизелях з безпосереднім уприскуванням зустрічається в межах 12...18. Із збільшенням ? збільшується індикаторний ККД, проте для двигунів з нагнітачем збільшується максимальний тиск циклу pz_. У автотракторних дизелях ступінь стиснення в основному визначається способом сумішоутворення та частотою обертання, вона також залежить від тиску наддуву. У проектованому дизелі приймаємо ? =16.

1.6 Коефіцієнт надлишку повітря.

Коефіцієнт надлишку повітря ? впливає на індикаторні показники двигуна: середню температуру циклу і температуру випускних газів. Із збільшенням ? підвищується індикаторний ККД, знижується середня температура циклу і випускних газів, проте для підтримки високих значень, а потрібне підвищення тиску наддуву, що при обмеженні по максимальному тиску циклу веде до зниження ступеня стиснення.

Коефіцієнт надлишку повітря, а для дизелів з безпосереднім уприскуванням зустрічається в межах 1.5 ... 2.2. Вибір коефіцієнта надлишку повітря залежить від ступеня досконалості конструкції дизеля, досконалості сумішоутворення і згорання. На підставі досвідчених даних вибираємо ? =1,95

1.7 Максимальний тиск циклу

У дизелях з безпосереднім уприскуванням максимальний тиск циклу pz зустрічається в межах 9... 15 МПа. Чим більше за pz_, тим вище індикаторний ККД, тим економічніше процес. Але реалізація високих pz пов'язана з більшою механічною і тепловою напруженістю. Максимальний тиск циклу Pz залежить від тиску наддуву, ступеня стиснення, кута випередження подачі палива. Приймаємо максимальний тиск, Pz = 12 МПа.

1.8 Фази газорозподілу

Фази газорозподілу роблять істотний вплив на показники газообміну і якість робочого процесу.

У швидкохідних двигунах впускний клапан відкривається з випередженням 5-30°, тобто до приходу поршня у ВМТ. Це забезпечує наявність деякого прохідного перетину з самого початку такту впускання і збільшує час відкриття клапана. Закривається впускний клапан із запізнюванням 30-90 °, тобто після проходу поршнем НМТ. Це дозволяє використовувати інерційний натиск всмоктуваного повітря і поліпшити наповнення.

Випускний клапан, як правило, відкривається з випередженням 40-80 °, що значно зменшує роботу двигуна за час випуску. Закриття випускного клапана відбувається, як правило, із запізнюванням 5-45 °, що забезпечує краще очищення камери згорання від випускних газів.

Оптимальні фази газорозподілу визначаються експериментально.

У проектованому двигуні приймаємо фази газорозподіли, подібні прототипу:

- відкриття впускного клапана 17 ° до ВМТ;

- закриття впускного клапана 56 ° після НМТ;

- відкриття випускного клапана 56 p до HMT;

- закриття випускного клапана 17 ° після ВМТ.

1.9 Параметри нагнітаючого повітря

До параметрів нагнітаючого повітря відносяться тиск і температура.

Принципово тиск і рівень температури при наддуві визначаються ступенем форсування дизеля. За інших рівних умов підвищити ефективну потужність дизеля можна за рахунок збільшення тиску нагнітаючого повітря і зменшення його температури

Тому при виборі параметрів нагнітаючого повітря необхідно враховувати:

а) забезпечення заданої потужності двигуна при заданому коефіцієнті надлишку повітря;

б) забезпечення допустимого рівня теплонапруженності в деталях ЦПГ;

в) забезпечення допустимого рівня напруг в деталях ЦПГ.

На підставі розрахунку робочого процесу для дизеля з турбонагнітачем одержано, що застосований турбокомпресор забезпечує ступінь підвищення тиску 1,39, і наступні параметри нагнітаючого повітря : тиск нагнітача 1,964 МПа, температура після повітроохолоджувач 333 К. Эффективність проміжного охолоджування залежить від температури повітря на виході з компресора, визначуваним ступенем підвищення тиску і ККД компресора. Ефективність охолоджувача нагнітаючого повітря на спроектованому дизелі складає Е=0,54, що легко може бути забезпечено конструкцією повітрозастужувач.

2. ОПИС КОНСТРУКЦІЇ І СИСТЕМ ДВИГУНА

Двигун 4ЧН 12/14 - чотиритактний, чотирициліндровий дизель з рядним розташуванням циліндрів, рідинного охолоджування, з безпосереднім вприскуванням палива в камеру згорання в поршні. Збільшення потужності дизеля здійснюється за рахунок застосування турбокомпресора.

Дизель складається з Блок-картера, головки циліндрів, кривошипно-шатунного механізму, механізму газорозподілу, складальних одиниць других механізмів та систем живлення паливом, живлення повітрям, охолоджування, випуску відпрацьованих газів і пускового пристрою.

На дизелі встановлений чотирихплунжерний паливний насос з відцентровим все режимним регулятором. Привід паливного насоса здійснюється через проміжну шестерню від шестерні колінчастого валу.

Для очищення палива на дизелі встановлені два фільтри: один - для грубої, інший - для тонкого очищення. Для очищення повітря застосований очисник повітря з паперовими фільтруючими елементами. Для фільтрації масла застосована повно потокова масляна центрифуга. Водяний насос - відцентрового типа з вентилятором і генератор мають паско вий привід від шківа на передній носку колінчастого валу [1].

На дизелі застосовано охолоджування поршнів маслом, що дозволило понизити температуру поршнів в зоні поршневих кілець і підвищити надійність роботи дизеля в цілому. На дизелі передбачені місця для установки датчиків тиску масла і температури води, а також датчика сигналізації аварійного тиску масла.

Для роботи гідравлічних механізмів дизелі обладналися шестерінчастими насосами високого тиску.

2.1 Блок - картер і головка циліндрів

Блок - картер є корпусною деталлю, це чавунне відливання, верхня частина якого утворює блок циліндрів, а нижня - верхню частину картера колінчастого валу. У верхній частині блок - картера виконані вертикальні розточування, в які встановлені гільзи циліндрів. Порожнина між стінками блок - картера і гільзами служить для проходу охолоджуючої рідини. У поперечних перегородках нижньої частини блок - картера розточені поверхні, призначені для підвіска колінчастого валу. Разом з кришками вони утворюють постить для корінних підшипників колінчастого валу. Для забезпечення співвісної корінних підшипників розточування постілі в картері блоку проводиться в зборі з кришками, з однієї установки. Тому кришки корінних підшипників не взаємозамінні [1].

У передню стінку картера блоку запресована бронзова втулка, яка є передньою опорою розподільного валу, дві інші опори розточені в блоці.

На зовнішніх бічних поверхнях блок - картера є ряд оброблених привалочних площин для кріплення складальних одиниць і агрегатів.

До переднього картера блоку кріпиться картер і кришка картера розподільних шестерень. До кришки картера кріпиться роз'ємна передня опора. До задньої привалочной площини картера блоку кріпиться картер маховика, виконаний з алюмінієвого сплаву.

У зв'язку із застосуванням на дизелі охолоджування поршнів маслом в картері блоку дотично каналу головної масляної магістралі виконані чотири свердлення, в які встановлюються форсунки. Виходячи з сопла форсунки, струмінь масла омиває денце поршня, охолоджуючи його.

Вкладиші корінних підшипників виготовлені з біметалічної смуги сталь - сплав АО20-1.

Гільзи циліндрів знімні, "мокрого" типу, виготовлені зі спеціального чавуну. Внутрішня поверхня гільз загартована струмами високої частоти ( СВЧ). Гільза встановлюється в блок - картер по двох центруючих поясах: верхньому і нижньому. У верхньому поясі гільза закріплюється буртом, в нижньому ущільнюється двома гумовими кільцями, розміщеними в канавках блок -картера.

Порожнина між стінками блоку циліндрів і гільзами утворює сорочку охолоджування, що заповнюється охолоджуючою рідиною.

Головка циліндрів лита з чавуну, загальна для всіх циліндрів. Для ущільнення порожнини роз'єму між головкою і блоком циліндрів встановлена прокладка з асбостального полотна. У головці виконані впускні і випускні канали, що закриваються клапанами. Для вдосконалення процесу сумішоутворення впускні канали в головці циліндрів виконані по типу гвинтового каналу, що створює обертальний рух повітряного заряду навколо осі циліндра. Для підвищення зносостійкості посадочних місць під клапани в головці циліндрів встановлені сідла зі спеціального жароміцного сплаву. На головці циліндрів є чотири гнізда для установки форсунки. Внутрішні порожнини, виконані в головці циліндрів, служать для проходу охолоджуючої рідини.

На головці вмонтовується клапанний механізм, який закритий алюмінієвим ковпаком. Стик між ковпаком і корпусом ковпака ущільнений паро-нитової прокладкою.

2.2 Кривошипно-шатунний механізм

Кривошипно-шатунний механізм служить для перетворення прямолінійного поворотно - поступальної ходи поршня в обертальний рух колінчастого валу.

Основними деталями кривошипно-шатунного механізму є поршні з поршневими кільцями і пальцями, шатуни, колінчастий вал і маховик.

Поршень відлив з алюмінієвого сплаву. У днищі його знаходиться камера згоряння. Юбка поршня конусна з більшим діаметром внизу.

Поршні мають канавки під установку компресійних і маслоз'ємних кілець. Канавка під верхнє компресійне кільце на поршні зміцнена плазмовою переплавкою. Для зливу масла, циліндра, що знімається маслоз'ємними кільцями із стінки, в канавці під маслоз'ємне кільце виконані отвори. На юбці поршня є проріз для проходження форсунки масляного охолоджування поршня.

На поршні встановлюються три компресійні кільця. Компресійні кільця виконані з спеціального чавуну і мають бочкоподібну форму. Верхнє компресійне кільце по зовнішньому діаметру хромоване. Замки всіх кілець прямі [1].

На поршні встановлюється одне маслоз'ємне кільце. Маслоз'емноє поршневе кільце - сталеве пластинчасте і складається з двох хромованих по зовнішньому діаметру кілець-сегментів і тангенціального розширювача.

Поршневий палець порожнистий, плаваючого типа, виготовлений з кульгаво-нікелевої сталі. Зовнішня поверхня цементована і полірована. Від осьового переміщення в бобышках поршня палець утримується двома стопорними кільцями.

Шатун - з двотавровим перетином стрижня, штампований з хромової сталі. У верхню головку шатуна запресована втулка. Для підведення мастило до поршневого пальця у верхній головці шатуна просвердлені отвори.

Нижня головка шатуна роз'ємна. Кришка кріпиться до шатуна двома болтами з гайками. Розточування ліжка в нижній головці шатуна під вкладиші проводиться в зборі з кришкою. Тому шатун і нижня кришка затавровані однаковими номерами. Крім того, шатуни комплектуються по масі.

Шатуні вкладиші виготовлені з біметалічної смуги сталь - сплав АО6-1. Робоча поверхня вкладишів покрита трьохкомпонентним притирочним шаром.

Колінчастий вал штампований, сталевий, повноопорний. Для поліпшення очищення масла, а, отже, і зменшення зносу шатуних підшипників в шатуних шийках є порожнини для додаткового відцентрового очищення масла. Порожнини шийок з торців закриті різьбовими заглушками. Осьове зусилля колінчастого валу сприймається чотирма сталеалюминевими півкільцями, встановленими в розточуванні блок картера і кришки третього корінного підшипника.

На передньому кінці валу встановлений блок шестерень. Перша шестерня блоку служить для приводу розподільних шестерень, друга шестерня (велика) - для приводу масляного насоса. На конусну частину переднього кінця валу насаджений і закріплений храповиком шків для ремінного приводу вентилятора і генератора.

На задньому кінці валу до фланця болтами кріпиться маховик. На литий чавунний маховик напресований сталевий зубчатий вінець, з яким входить в зачеплення шестерня електростартера. Маховик збалансований статично в динамічному режимі. При установці маховика мітки До на фланці колінчастого валу і маховику повинні співпадати. Для зниження вібрації дизеля колінчастий вал і маховик піддають балансуванню.

2.3 Механізм газорозподілу

Механізм газорозподілу забезпечує впускання в циліндри свіжого повітря і випуск продуктів згорання палива.

Механізм газорозподілу має підвісну систему клапанів і складається з розподільного валу, шестерень розподілу, впускних і випускних клапанів і деталей їх установки і приводу.

Розподільний вал сталевий, трьохопорний. Опорні шийки валу виконані різних діаметрів. Найбільший діаметр має передня шийка. У задній шийці просвердлений канал для підведення масла до клапанного механізму. Поверхня шийок і кулачків загартована СВЧ. Розподільний вал приводиться в обертання від колінчастого валу через шестерні розподільчі, розташовані в спеціальному картері в передній частині блоку. Правильна установка шестерень забезпечується збіркою по мітках, нанесених біля зубів і западин.

Збірку проміжної шестерні з шестернею приводу паливного насоса проводять по мітках Т і Н.

Штовхачі сталеві, мають плоскі денця. Для рівномірного зносу вісь штовхача декілька зміщена щодо осі кулачка, внаслідок чого відбувається обертання штовхача навколо своєї осі. Два отвори на циліндровій поверхні служать для відведення картерних газів, і зливу масла.

Штанги штовхачів виготовлені із сталевого прутка. Сферичні кінці штанг загартовані СВЧ.

Коромисло клапана є двоплечий важіль, виготовлений з вуглецевої сталі. Коромисла клапанів гойдаються на двох осях, встановлених в чотирьох чавунних стійках. Кожна стійка кріпиться шпилькою на верхній площині головки циліндрів. Переміщення коромисел уздовж осі обмежується пружинами. Осі коромисел порожнисті і сполучені втулкою, зовнішні кінці осей закриті заглушками.

Впускні і випускні клапани виготовлені з жароміцної сталі. Що направляють втулки клапанів - металокерамічні. Клапан закривається під дією двох пружин: зовнішньої і внутрішньої. Клапанні пружини закріплені на стрижні клапана за допомогою тарілки, втулки і сухарів. Клапани забезпечені пристроєм примусового провертання.

Для забезпечення прокручування колінчастого валу від руки при регулюванні зазорів в клапанах і кута випередження уприскування палива, а також для полегшення запуску дизеля в холодну пору року на дизелі є механізм декомпресії. Механізм розташований під ковпаком головки циліндрів і складається з двох валиків, що мають опори у вушках стійок корпусу і рукоятки. Механізм має два положення: "Увімкнення" і "Вимкнення".

2.4 Система змащування

Змащувальна система призначена для безперебійної подачі масла до деталей дизеля, що труться, з метою зменшення тертя і зносу деталей, а також для відведення від них тепла і продуктів зносу.

Змащувальна система дизеля комбінована: частина деталей змащується під тиском, частина - розбризкуется. Під тиском масло подається до корінних і шатуннх підшипників колінчастого валу, клапанного механізму, втулок проміжної шестерні і шестерні паливного насоса, а також до паливномг насосу і турбокомпресору. Решта деталей дизеля змащується маслом, витікаючим з підшипників і розбризкуванням в картері дизеля.

До змащувальної системи відносяться: масляний насос з маслоприймачем, повнопотокова центрифуга, масляний радіатор, маслоканали і маслопроводи, і масляний фільтр для додаткової фільтрації масла, що поступає в турбокомпресор.

На картері дизеля встановлений водомасляний теплообмінник для забезпечення прискореного прогрівання масла після пуску двигуна і підтримки стабільної температури масла в різних кліматичних умовах роботи без додаткових терморегулуючіх пристроїв, сприяє підвищенню надійності і довговічності двигуна, покращує його економічні показники, особливо на режимах часткового навантаження і в холодних кліматичних умовах.

Масляний насос служить для забору масла з нижньої кришки картера і подачі його до деталей, що труться. Масляний насос шестерного типа розташований в передній частині картера і приводиться в обертання від шестерні колінчастого валу. На валику за допомогою шпонки встановлена шестерня приводу масляного насоса, що знаходиться в постійному зачепленні з шестернею колінчастого валу дизеля.

Масло засмоктується насосом через маслоприймач. На корпусі насоса з боку нагнітаючого отвору розташований запобіжний клапан, який попереджає підвищення тиску масла в системі при пуску холодного дизеля, коли масло має підвищену в'язкість. На дизелі встановлений масляний насос підвищеної продуктивності, яка досягнута за рахунок зміни передавального відношення колінчастого валу і шестерні приводу масляного насоса.

На спеціальному майданчику картера блоку встановлений зливний клапан, який підтримує заданий тиск в системі, пропускаючи надлишок масла, що подається масляним насосом, в нижню кришку картера дизеля.

Для додаткового очищення масла, що поступає в турбокомпресор, встановлений масляний фільтр сітчастого типа, що складається з литого чавунного корпусу, сталевого штампованого ковпака і розбірного фільтруючого елементу. Масло з центрифуги по маслопровідній трубі поступає у фільтр. Пройшовши через отвори сітчастого фільтру, додатково очищене масло потрапляє у внутрішню порожнину фільтруючого елементу, звідки по свердленню в корпусі фільтру і трубці підводиться до підшипника турбокомпресора.

2.5 Система охолоджування

Система охолоджування призначена для примусового підведення тепла від найбільш нагрітих деталей (гільз, блоку, головки циліндрів) і підтримки необхідного температурного режиму дизеля.

Дизель має закриту рідинну примусову систему охолоджування. Як охолоджуюча рідина використовується вода.

Основними агрегатами системи охолоджування є водяний насос з вентилятором і радіатор. Крім того, встановлений термостат.

Циркуляція води в системі здійснюється відцентровим насосом. Вода подається по каналах блок-картера, що водопідводять, у водяну сорочку блоку циліндрів і головки циліндрів. З головки циліндрів вода по трубі поступає у верхній бак радіатора. Проходячи по трубках серцевини радіатора, вода охолоджується потоком повітря, створюваним вентилятором. Температура води в системі охолоджування повинна підтримуватися в межах 80-95°. Температурний режим дизеля в холодну пору року можна додатково регулювати шторкою, встановленою перед водяним радіатором.

Для регулювання тиску в системі в пробці заливної горловини радіатора встановлений пароповітряний клапан. Паровий клапан служить для відведення з радіатора пари води, що утворюється, а повітряний - для повідомлення системи з навколишнім середовищем.

Для зливу води з дизеля на блоці циліндрів є зливна труба з краником, а для зливу води з радіатора - зливний краник, розташований на нижньому патрубку радіатора. Для зливу води з водомасляного теплообмінника є зливний краник.

На водяній трубі передбачена спеціальна бонка з різьбовим отвором для установки датчика температури води.

Для примусової циркуляції води в системі охолоджування дизеля служить водяний насос, об'єднаний з вентилятором в один агрегат і змонтований на передньому торці блоку циліндрів.

У чавунному корпусі в двох кулькових підшипниках обертається валик насоса. На передньому кінці валика на сегментній шпонці насаджена, до якої болтами кріпиться шків і вентилятор.

Підшипники водяного насоса змащуються через масельничку. Мастило від витікання утримується двома гумовими манжетами.

На задньому кінці валика на шпонці встановлена крильчатка, в якій поміщено спеціальне ущільнення торцевого типа, що складається з шайби, гумової манжети, обойми, пружини і кільця. За допомогою пружини і манжети шайба щільно притискається до торця втулки, запресованої в корпусі насоса.

Для контролю щільності ущільнення виконане в корпусі дренажний отвір.

Привід вентилятора і водяного насоса здійснюється клиновидним ременями від шківа колінчастого валу дизеля.

У кришці водяного насоса є пробка для видалення повітря при заливці води в систему охолоджування.

На дизелі передбачено термостат ТС - 107. Термостат скорочує час прогрівання дизеля і підтримує оптимальний температурний режим при різних навантаженнях дизеля і температурах навколишнього повітря. Термостат розміщений в алюмінієвому корпусі, порожнина якого сполучається з водяною трубою, верхнім бачком радіатора і водяним насосом.

Термостат ТС-107 є нероз'ємною конструкцією, що складається з латунного корпусу, стійки і утримувача, що скріпляє між собою чотирма вушками. У корпусі термостата розміщені два клапани (основний і перепускний) і балон, усередині якого встановлений поршень і гумова вставка. Простір між гумовою вставкою і балоном заповнений спеціальним наповнювачем, що є суміш церезину з алюмінієвим порошком. Пружина встановлена враспор і щільно притискує основний клапан до корпусу.

Після запуску дизеля поки вода не прогріється до 80 °С основний клапан термостата закритий і вода, що поступає в корпус термостата з водяної труби головки циліндрів, минувши радіатор прямує в насос і знову потрапляє в блок-картер.

При температурі води вище за 80°С наповнювач, нагріваючись, розширюється в об'ємі і тисне на гумову вставку яка, у свою чергу, стискаючись, прагне виштовхнути поршень. При зусиллі на поршень, що перевищує опір пружини, основний клапан переміщається вниз щодо поршня, утворюючи кільцевий зазор між клапаном і корпусом, і вода починає частково циркулювати через радіатор. Коли температура води досягне 90°С, клапан відкривається повністю, і весь потік проходить через радіатор.

Одночасно при переміщенні клапана переміщається вниз і перепускний клапан, перекриваючи канал для пропуску води до водяного насоса.

2.6 Система електроустаткування

дизелях для запуску від стартера застосовується змішана схема (12В, 24 В ). Перемикання з 12 В на 24 В здійснюється за допомогою перемикача. У систему електроустаткування дизеля входять: генератор, стартер СТ 100.

Крім того, на дизелі встановлюються: датчик тиску масла ДМ, датчик температури води ТМ 101 і сигналізатор аварійної температури масла ТМ104Г[1].

Встановлені на дизелях агрегати і прилади електроустаткування включаються в електросхему комбайна.

Генератор призначений для живлення споживачів електроенергією і заряджання акумуляторних батарей під час роботи машини.

Генератор Г306Г потужністю 0,4 кВт і напругою 14 В є безконтактну трифазну одноименнополосную електричну машину з одностороннім електромагнітним збудженням. Генератор працює в комплекті з реле-регулятором РР 362 Би і складається із статора, ротора, котушки збудження, передньої і задньої кришок, випрямного блоку БПВ - 30 і приводного однострумкового шківа.

Генератор може працювати в режимі незалежного збудження (за наявності в схемі електроустаткування акумуляторної батареї). У останньому випадку генератор перед початком експлуатації слідує намагнитеті короткочасним додатком (0,5-1,0 з) до обмотки збудження напруги постійного струму 12 В. При цьому «плюс» джерела постійного струму підключається до клеми Ш, «мінус» - до клеми М генератора.

Стартер СТ100 є чотирьохполюсний електродвигун постійного струму, послідовного збудження потужністю 5,1 кВт і напругою 24 В. Кріплення стартера фланцеве трьома болтами до картера маховика.

Стартер складається з корпусу, усередині якого закріплено 4 електромагніти з обмотками збудження, послідовно сполученими з якорем. На валу якоря нарізане чотирехзахідне різьблення з великим кроком, по якій переміщається механізм приводу. У кришці з боку колектора закріплена траверсу з чотирма щіткотримачами. Щітки притискаються до колектора пружинами. Одна пара щіток ізольована від корпусу і сполучена з обмоткою збудження, а інша - сполучена з масою.

При натисненні на пускову кнопку перемикача струм підводиться до обмоток реле приводу. Під дією електромагнітного поля якір реле втягується всередину до упору в сердечник. При цьому контактний диск замикає клеммові болти, і струм від акумуляторних батарей поступає на обмотки збудження стартера. У момент втягування сердечника важіль повертається і через механізм приводу вводить шестерню в зачеплення з вінцем маховика дизеля. Після пуску дизеля шестерня виходить із зачеплення автоматично під дією поворотної пружини.

2.7 Система живлення паливом

Система живлення паливом призначена для очищення і подачі в циліндри дизеля розпорошеного палива в кількостях, відповідних режиму його роботи.

У систему живлення паливом входить: фільтр грубого і тонкого очищення палива, паливний насос з регулятором і підкачуючим насосом, форсунки, паливопроводи високого і низького тиску, паливний бак.

Паливо з бака поступає у фільтр грубого очищення, в якому відбувається очищення палива від крупних механічних домішок і відстій води. З фільтру грубого очищення паливо засмоктується підкачуючим насосом і нагнітається під тиском у фільтр тонкого очищення. Очищене паливо поступає в паливний насос, який нагнітає його по паливопроводам високого тиску до форсунок. Коли тиск палива досягає тиску затягування пружини форсунки, голка розпилювача форсунки підводиться і паливо вприскується в камеру згорання в поршні.

Злив палива з форсунок здійснюється таким чином: з першої, другої і третьої форсунки - у фільтр тонкого очищення палива, а з четвертої - у впускний колектор для мастила впускних клапанів і їх сідел. З головки паливного насоса надлишок палива через перепускний клапан перетікає в підкачуючий насос.

Фільтр грубого очищення палива є корпус зі встановленими на ньому розподільником і відбивачем. Відбивач виконаний у вигляді конуса. Він закритий металевим стаканом, який прикріплений до корпусу нажимным кільцем і болтами. Між корпусом і стаканом встановлено ушільньуюче кільце. Усередині стакана розміщений заспокоювач, а в нижній частині пробка для зливу відстою палива.

Паливо, що поступає у фільтр по паливопроводу через свердлення в корпусі, потрапляє в розподільник. Під заспокоювачем відбувається відстій води і крупних механічних домішок. Паливо, що відстоялося, підіймається через центральний отвір заспокоювача і з основним потоком проходить через відбивач, що затримує механічні частинки розміром більше 0,25 мм в поперечнику. Що пройшло через відбивач паливо через болт по паливопроводу поступає до підкачуючого насоса і далі - до фільтру тонкого очищення.

Фільтр тонкого очищення призначений для остаточного очищення палива. Він є чавунний корпус, в який укрутять штуцер. На штуцер встановлюється нерозбірний паперовий фільтруючий елемент. Фільтруючий елемент закривається стаканом, який підтискається до корпусу стягнутим болтом. Для ущільнення між корпусом і стаканом встановлено кільце. Отвір стягнутого болта для зливу палива з фільтру закритий пробкою. У отвори корпусу фільтру укручені болти кріплення трубопроводів. На корпусі фільтру для випуску повітря при заповненні системи паливом є продувочный вентиль, що складається із спеціального болта, кульки, голки.

Паливний насос призначений для подачі в циліндри в строго певні моменти дозованих порцій палива, 4-плунжерный правого обертання. Насос кріпиться чотирма болтами до картера розподільних шестерень і додатково знизу двома болтами до спеціального кронштейна.

У корпусі насоса на двох кулькових підшипниках обертається кулачковий валик. Валик насоса одержує обертання від шестерні приводу, з якою в зачепленні знаходиться шліцьова втулка, встановлена на передньому кінці валика. На хвостовике валика встановлена шестерня приводу регулятора, а між другою і третьою куркульками розташований ексцентрик для приводу підкачуючого насоса. Валик насоса обертається в 2 рази повільніше, ніж колінчастий вал дизеля. Положення кулачків на валику відповідає порядку роботи циліндрів дизеля. Над кулачковим валиком в корпусі насоса поступально переміщаються штовхачі, передавальні рух від кулачків до плунжерам.

Чотири плунжерні пари разом з поворотними пружинами, нагнітальними клапанами, з сідлами і штуцерами змонтовані в головці, яка кріпиться на верхній площині корпусу насоса. Штуцери утримуються від провертання накладками. До штуцерів під'єднуються паливопроводи високого тиску. Для підведення палива до плунжерним пар в головці насоса виконаний П-образний канал. До одного кінця каналу приєднаний паливопровод подачі палива від фільтру тонкого очищення, а до іншого - паливопровод перепускання надлишків палива з головки насоса в підкачуючий насос. У штуцері цього паливопровода змонтований перепускний клапан.

Штовхач складається з корпусу, усередині якого на осі обертається ролик. Зверху в корпусі штовхача укрутять регулювальний болт з контргайкою, за допомогою якого регулюється момент почала подачі палива плунжером. Плунжерна пара складається з плунжера і гільзи. На нижню частину плунжерів на пресовані повідці, які за допомогою хомутів сполучені з рейкою. Хомути на рейці затискаються болтами. Сідло з нагнітальним клапаном підтискається до гільзи плунжера штуцером, усередині якого знаходиться пружина. Між сідлом і штуцером встановлена прокладка, ущільнювача. На нижні заплечики плунжеров спираються тарілки, які служать упором для пружин.

У нижній частині корпусу насоса є фланець для установки підкачуючого насоса, а також отвору для затоки і зливу масла, закриті пробками. Масляна порожнина насоса об'єднана з масляною порожниною регулятора.

Мастило паливного насоса циркуляційна від змащувальної системи дизеля.

Паливний насос забезпечений всережимним регулятором відцентрового типа, який автоматично залежно від навантаження змінює потужність дизеля, забезпечуючи його стійку і економічну роботу в заданому режимі. Регулятор також обмежує максимальну і підтримує мінімально-стійку частоту обертання колінчастого валу дизеля.

Що підкачує насос поршневого типа призначений для подачі палива з паливного бака до паливного насоса. Він складається з корпусу, в якому розташовується поршень з штоком і штовхачем. Поршень притискається до штока пружиною. У корпусі розташовані впускний і нагнітальний клапани. На корпусі насоса розміщений також насос ручної підкачки палива, який складається з циліндра, поршня, рукоятки, кришки циліндра і прокладки. Насос ручної підкачки використовується для заповнення системи живлення паливом перед пуском і видалення з неї повітря.

Форсунка призначена для уприскування палива в циліндр дизеля. Вона забезпечує необхідний розпил палива і обмежує початок і кінець подачі.

На дизелі встановлені форсунки ФД-22 закритого типа [1]. Форсунка складається з корпусу, в нижній частині якого за допомогою гайки приєднаний розпилювач. У корпусі розпилювача є чотири несиметрично розташовані соплові отвори. Розпилювач фіксується щодо корпусу форсунки двома штифтами. Голка розпилювача притискається до отвору в корпусі штангою і пружиною. Зусилля пружини регулюється гвинтом, укрученим в регулювальну гайку. Регулювальний гвинт витримується від провертання контровочной гайкою. Ущільнення між корпусом форсунки і ковпаком забезпечується прокладкою. Корпус форсунки має фланець з двома отворами під шпильки кріплення.

2.8 Система живлення повітрям

Система живлення повітрям призначена для очищення повітря від пилу і подачі його в циліндри дизеля. У систему живлення повітрям входить очисник повітря і впускний колектор, а також турбокомпресор.

Для очищення всмоктуваного в циліндри повітря на дизелі встановлений очисник повітря сухого типа із застосуванням як фільтруючий елемент паперових патронів фільтру, розташованих горизонтально. Повітря проходить попереднє очищення в повітрозбірнику із захисним чохлом. Остаточне очищення - в очиснику повітря, який складається з корпусу, усередині якого за допомогою стягнутого болта закріплені два фильр-патрони: основний і запобіжний. Ущільнення патронів фільтру з корпусом забезпечується ушідьняючими кільцями, приклеєними до торців патронів фільтру, а по стягнутому болту - ушільнуючими шайбами. Кришка підтискається до корпусу Баранниковою гайкою з шайбою, ущільнювача. Фільтр-патрони очисника повітря складаються із зовнішньої і внутрішньої сіток, що паперової фільтрує штори, поміщеної усередині сіток і денець, що скріпляють герметично епоксидною смолою.

Повітря під дією розрідження, що створюється у всмоктуючому колекторі, проходячи через передочищувач, потрапляє всередину корпусу очисника повітря. Проходячи послідовно через патрони фільтру, повітря очищається від пилу і через вихідний патрубок поступає в турбокомпресор. Для контролю за гранично допустимим ступенем засміченості патронів фільтру і визначення необхідності технічного обслуговування очисника повітря передбачений індикатор засміченості.

На дизелі встановлений турбокомпресор, що використовує енергію випускних газів для нагнітання повітря в циліндри дизеля.

Турбокомпресор складається з відцентрового одноступінчатого компресора з дифузором, лопатки, і радіальної доцентрової турбіни.

Корпус турбіни відлив з чавуну, має газопровідний спіральний канал і фланець для кріплення до випускного колектора. Проточна частина турбіни для проходу випускних газів утворена в турбокомпресорі ТКР HP-корпусом турбіни, вставкою, сопловим вінцем і колесом турбіни.

Корпус компресора відлив з алюмінієвого сплаву, має центральний вхідний патрубок і спіральний канал (равлика) з вихідним патрубком. Проточна частина компресора утворена корпусом компресора, вставкою, виконаною у згоді з дифузором, лопатки, і колесом компресора.

Корпуси турбіни і компресора кріпляться до середнього корпусу, відлитого з алюмінієвого сплаву. Вал ротора турбокомпресора обертається в бронзовому підшипнику, який встановлений в центральній бобишці середнього корпусу і від осьового переміщення утримується фіксатором.

Підшипник турбокомпресора змащується маслом, що поступає з масляного фільтру турбокомпресора по каналу, просвердленому у фіксаторі

Колесо турбіни відлило з жароміцної легованої сталі і приварене до валу ротора. Колесо компресора відлило з алюмінієвого сплаву і кріпиться на валу ротора спеціальною гайкою.

2.9 Система випуску відпрацьованих газів

Система випуску служить для відведення відпрацьованих газів з циліндрів дизеля і складається з випускного колектора і випускної труби.

Випускний колектор відлив з чавуну і є чотириколінний трубопровід з фланцями для кріплення до випускних вікон головки циліндрів. У місцях з'єднання колектора з головкою циліндрів встановлені азбестові прокладки. Випускний колектор закритий сталевим захисним кожухом

3. РОЗРАХУНОК РОБОЧОГО ПРОЦЕСУ

Розрахунок робочого процесу виконується з метою визначення початкових параметрів робочого процесу двигуна, при яких забезпечується його задана потужність. Результатом розрахунку є побудова індикаторної діаграми, яка є початковою для подальших розрахунків двигуна. Крім того, в результаті розрахунку одержуємо початкові дані для оцінки якості перетворення теплоти палива в корисну роботу, а також початкові дані для проектування систем двигуна.

Розрахунок робочого процесу будемо виконаний за допомогою ЕОМ. Програмним забезпеченням розрахунку є додаток WP.exe, розроблене кафедрою «Двигуни внутрішнього згорання» .

3.1 Початкові дані до розрахунку робочого процесу

Необхідна ефективна потужність двигуна Nе. = 115 кВт.

Частота обертання колінчастого валу дизеля n = 1900 хв^-1.

Тактність двигуна i = 4.

Діаметр циліндра D = 0,12 м.

Хід поршня S = 0,14 м.

Геометричний ступінь стиснення ? = 16

Коефіцієнт надлишку повітря ? = 1,95

Коефіцієнт витоку продувочного повітря ? = 0.

Відкриття випускних клапанів - за 56 градусів повороту колінчастого валу до нижньої мертвої точки.

Число циліндрів дизеля Z = 4.

Довжина шатуна L = 0,25 м.

Середній прохідний перетин клапанів на ділянці наповнення

fS_.м. = 12,98 см².

Максимальний тиск циклу р= 12 МПа.

Коефіцієнт корисної дії турбокомпресора ?_т = 0,55.

Механічний коефіцієнт корисної дії турбокомпресора ?_м.т.= 0,98.

Індикаторний коефіцієнт корисної дії турбіни ?I_.т. = 0,72.

Коефіцієнт корисної дії повітреохоложжувача ?_в. = 0,54.

Коефіцієнти механічних втрат в механізмах а_м.д. = 100000;

B_м.д. = 12000.

Середній коефіцієнт витрати впускних клапанів ?_S.м. = 0,7.

Коефіцієнти для розрахунку процесу наповнення: а = 0,5;

m = 1,4; x = 1.

Коефіцієнт ефективного тепловиділення ? = 0,85.

Відносні втрати теплоти в стінки W_e = 0,1.

Відносні втрати теплоти у випускному колекторі W_Вип. = 0,015.

Температура відпрацьованих газів в першому наближенні Т_т. = 880 К.

Показник адіабати для відпрацьованих газів k_т. = 1,33.

Температура залишкових газів Т_Ост. = 800 К.

Тиск газів за турбіною р_О.Т. = 104339 Па.

Тиск навколишнього середовища р₀ = 101300 Па.

Температура навколишнього середовища Т₀ = 293 К.

Приймаємо, що відносний зміст кисню в повітрі О₂ = 0,209,

азоту - N₂ = 0,791, а водяні пари в повітрі відсутні, - Н₂О = 0.

Коефіцієнти для визначення теплоємності повітря а_? = 19,8;

b_? = 419•10^-5.

Газова постійна для повітря R = 288,3 кДж/кг•К.

Показник адіабати для повітря k_S. = 1,4.

Втрати тиску в повітреохолоджувачі ?р_х. = 2500 Па.

Втрати тиску в повітряному фільтрі ?р_Ф. = 1250 Па.

Підігрів заряду від стінок циліндра ?Т_т. = 17 К.

Температура повітря перед клапанами Т_s. = 321 К.

Приймаємо, що відносний вміст вуглецю в паливі С = 0,86,

водню - Н = 0,13, кисню - Пр₀ = 0,01.

Нижча теплота згорання палива Q_H. = 42319 кДж/кг.

Теплоємність палива С_р = 2,095 кДж/кг•К.

Коефіцієнт повноти індикаторної діаграми ? = 0,95.

Необхідно також задатися значеннями ефективного коефіцієнта корисної дії дизеля ?_Е. = 0,397 і коефіцієнта наповнення ?_V.S. = 0,933.

C метою забезпечення заданої потужності двигуна і зменшення витрати палива варійованими параметрами багатоваріантного розрахунку робочого процесу були: коефіцієнт надлишку повітря, максимальний тиск циклу, коефіцієнт корисної дії повітроохолоджувача, коефіцієнт эффективного тепловиділення. Обмеженням за показниками якості робочого процесу виступала температура газів перед турбіною, питома ефективна витрата палива, ефективний коефіцієнт корисної дії.

Результаты расчета рабочего процесса дизеля с наддувом

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Частота вращения к.в.: 1900 об/мин

Диаметр цилиндра: 0,120 м

Ход поршня: 0,140 м

Степень сжатия: 16

Число цилиндров: 4

Длина шатуна: 0,250 м

КПД турбокомпрессора: 0,55

РАЗМЕРЫ ЦИЛИНДРА

Рабочий объем цилиндра: 1,583E-3 м куб

Объем камеры сжатия: 1,056E-4 м куб

ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУХА

Теор. необход. кол-во воздуха: 0,497 кмоль возд/кг топл

Химический коэфф. молекулярного изменения: 1,034

Коэфф. избытка воздуха: 1,95

Суммарный коэфф. избытка воздуха: 1,95

ПАРМЕТРЫ НАДДУВА

Давление наддува: 0,1964 МПа

Степень повышения давления в нагнетателе: 2,0829

Давление газов на выпуске: 0,1621 МПа

Температура после нагнетателя: 381 К

Температура после воздухоохладителя: 333 К

Эффективность воздухоохладителя: 0,54

ПАРАМЕТРЫ НАПОЛНЕНИЯ

Подогрев заряда при наполнении: 54,5 К

Коэффициент наполнения: 1,644

Потенциальный заряд цилиндра: 6,370E-5

Коэфф. остаточных газов: 0,054