Тепловой расчет рабочего цикла двигателя типа 6ЧН 24/29

Полученные значения параметров должны соответствовать допустимым пределам для двигателей данного типа.Расчёт индикаторных и эффективных показателей цикла и его экономичности5.1. Определим среднее теоретическое индикаторное давление расчетного цикла по формуле:Теоретическое среднее индикаторное давление5.2. Тогда величина расчетного среднего индикаторного давления будет равна: , МН/м2 (27)Величина среднего индикаторного давления для дизелей без наддува должна быть в пределах 0,65÷0,85 МН/м2.Большие значения относятся к быстроходным двигателям.Учитывая поправку на округление острых углов индикаторной диаграммы, вводим коэффициент полноты φ, который Для дизелей должен быть в пределах φ=0,95÷0,98.Основное индикаторные давление 5.3. Определим среднее эффективное давление расчетного цикла:ре = ηm рi , МН/м2 (28)Величину механического к.п.д. ηm  принимаем в соответствии с быстроходностью проектируемого двигателя. Для четырехтактных дизелей, значение механического к.п.д. лежит в пределах:ηm =0,80÷0,88 - для тихоходных дизелей;ηm =0,75÷0,80 - для быстроходных дизелей.Механический К.П.Д:Среднее эффективное давление Полученные значения рассчитанных параметров должны соответствовать допустимым значениям для двигателей данного типа.5.4. Индикаторный удельный расход топлива определяем по формуле: , кг/(kBt·ч) (29)Индикаторный удельный расход топлива для дизелей с однокамерным смесеобразованием находится в пределах 0,130÷0,155 кг/(kBt·ч). Большие значения относятся к быстроходным двигателям.Индикаторный удельный расход топлива5.5. Эффективный удельный расход топлива: , кг/(kBt·ч) (30)Величина gе является основным показателем степени экономичности двигателя. Поэтому не трудно заметить, насколько важен правильный подход к выбору значения механического к.п.д.Эффективный удельный расход топливаЭффективный удельный расход топлива для дизелей с однокамерным смесеобразованием находится в пределах 0,155÷0,335 кг/(kBt·ч), что должно соответствовать допустимым значениям для двигателей данного типа.5.6. Определяем величину индикаторного KПД двигателя , (31)Индикаторный к. п. д.Для дизелей ηi =0,43÷0,50.5.7. Определяем величину эффективного KПД двигателя:ηе = ηi · ηm , (32)Экономические показатели должны соответствовать показателям аналогичного дизеля и находится на уровне норм для двигателей данного класса. Для дизелей ηe =0,34÷0,42.Эффективный к.п.д двигателяОпределяем индикаторную мощность двигателя:где D- диаметр цилиндра, м;S- ход поршня, м;i- число цилиндров;п - частота вращения, об/мин;к - коэффициент тактности (количество ходов поршня за один оборот коленчатого вала, для четырехтактных ДВС к =2; для двухтактных - к =1).Расчёт основных размеров рабочего цилиндра6.1. Определяем среднюю скорость поршня. , м/с (33)Для определения диаметра цилиндра в соответствии с требованиями ГОСТа, производим подсчет нескольких вариантов при постоянном значении ре. Подсчет производим в табличной форме. таблица вариантов имеет следующий вид, где m=S/D.Таблица 2 – Варианты определения диаметра цилиндра№ вариантаре (МН/м2)тD (мм)S (мм)Ст (м/сек)10,4461,22402886,920,4461,252403007,230,4461,32403127,5В соответствии с ГОСТ 4393-70 примем 1 вариант, в котором диаметр цилиндра и ход поршня имеют округленные значения.Размеры диаметров по ГОСТ 4393-70: D0 = 60, 65, 70, 75, 85, 95, 105, 120, 130, 135, 165, 170, 180, 190, 200, 210, 230, 240, 250, 275, 300, 310, 340, 360, 390, 430, 470, 500, 530, 600, 660, 740 и 840 мм.6.2. При средней скорости поршня Сm = 7,0м/с ,и при частоте вращения n = 720 мин-1, ход поршня:S = 290 , мм (34)6.3. Диаметр цилиндра определяют из формулы эффективной мощности, kBt: , (35)откуда =0,243, м (36)В соответствии с ГОСТ 4393-70 принимаем D = 0,24 м.6.4. Погрешность вычисления диаметра составляет(D – D0 / D) 100% = 0% (37)Полученные данные соответствуют прототипу двигателя: 6ЧН29/24 («Yanmar» 6GL).Построение расчетной теоретической индикаторной диаграммы7.1. Построение следует начинать с выбора масштабов давлений и объемов. Принимаем, что полный объем цилиндра будет равен :Va = Vs + Vc = A , мм (38)Для удобства дальнейших графических построений (имея в виду предложенные в требованиях к оформлению пояснительной записки форматы листов) целесообразно принять А=200 мм и отложить эту величину по оси абсцисс. За длину диаграммы принимается отрезок, равный S.Построение диаграммы координатных осей pV, Показатель Va соответствует ходу поршня S = 300 мм : 2 = 150 в масштабе построения диаграммы, отрезок Vc соответствует объему камеры сжатияМасштаб диаграммы выбирается из расчета высоты не привосходящей ее длины. На 1 кг/см2 = 2-4; m=2.Чертим атмосферную линию на 2 мм выше абсциссы, основные точки диаграммы a, c, z1, z, b, их ординаты в мм соответственно равны pam, pcm, pz1m, pzm, pbm. Давления в указанных точках получены в расчете рабочего цикла. p0 = 1,02кг/см2pк = 1,52кг/см2ps = 1,50кг/см2pr = 1,27кг/см2Давление остаточных газовpa = 0,85кг/см2Давление в конце впускаpc = 31,31кг/см2Давление в конце сжатияpz1 = 60,00кг/см2pz = 60,00кг/см2Максимальное давление циклаpb =3,43кг/см2Давление в конце расширенияДля определения точка z находится отрезок Vzmm , соответствующий концу объема горения. Соединяя точки a, c, z1, z, b, получаем линии горения и свободного впуска.Рассчитаем 7 промежуточных отрезков по ординате давления сжатия, расчет проводим по формуле: в табличной формеТакже рассчитаем 7 промежуточных отрезков по ординате давления расширения, расчет проводим по формуле: Построенная индикаторная диаграмма является теоретической.Таблица 3 – расчет ординат давленияПромежуточное значениеСтепень сжатия (ε)Промежуточные объемы, (V) ммОрдината давления сжатия, (p) ммСтепень сжатия (ε)Ордината давления расширения, (p’) мм11290,00,8513,4322145,02,1828,153472,55,56419,394648,39,60632,195836,314,16846,1261029,019,141060,96714,420,131,311276,57Масштаб: Va=200 мм1 МН/м2=26,92 мм (51)Рисунок 2 - Индикаторная диаграмма расчетного цикла 4-х тактного ДВС.ЗаключениеВ результате работы над данным курсовым проектом был разработан судовой дизельный двигатель 6ЧН24/29. Данный двигатель имеет 6 цилиндров, расположение цилиндров – рядное, для тихоходных судов имеет хороший показатель мощности к.п.д. Он отвечает всем требованиям, указанным в учебном техническом задании: во-первых, соответствует типу судна, для которого проектируется, во-вторых, развивает необходимую мощность, что обеспечивает судну требуемую скорость. В ходе проектирования предложенного задания рассчитывался тепловой расчет и основные эффективные и индикаторные показатели. Произведенный расчет параметров показал, что важное значение имеет качество регулировки процессов и техническое состояние рабочих цилиндров, систем охлаждения, смазки. На индикаторной диаграмме видно хорошее показатели расширения и сгорания рабочей смеси.Снижение эксплуатационных расходов достигает экономичностью дизельного топлива и допустимых смазочных материалов в работе. При идеальных условиях детали подверженные трению лучше смазываются и ресурс увеличивается.Список использованной литературы1. Личный конспект по дисциплине «Судовые двигатели внутреннего сгорания».2. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей. Учебник для ВУЗов по специальности «Двигатели внутреннего сгорания» / Д.Н.Вырубов, Н.А.Иващенко, В.И.Ивин и др.; Под ред. А.С.Орлина, М.Г.Круглова -4-е изд.3. Конкс, Г.А., Поршневе ДВС/ Г.А. Конкс, В.А. Лашко // Хабаровск, издательство ТОГУ, 2006.4. Лышевский, А.С. Проектирование двигателей внутреннего сгорания/ А.С. Лышевский А.А. Кутьков. - Новочеркасск, 1971. 5. Орлин, А.С. Двигатели внутреннего сгорания / А.С. Орлин, Л.Н. Вырубов. - М.: Машгиз, - 1982.6. Судовые двигатели внутреннего сгорания // ред. Г.Г. Тимофеева типография <<моряк>> г. Одесса // -1970г.