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 621 951

Проверил ____________Воротынцев А.Ю.

Тула 2008 г.

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)

4)

5)

6)

7)

8)

9)

10)

11)

12)

13)

14)

15)

16)

17)

18)

19)

;

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)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

8)

9)

10)

11)

12)

13)

14)

15)

16)

17)

18)

19)

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 у и разность д:

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:

%.

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.

3. Мелиоративные, строительные и лесные тракторы / А. В. Жуков, Ю. И. Провоторов, В. А. Скотников и др. — Мн.: Урожай, 1989. — 335 с.

4. Николаенко А. В. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей. — М.: Колос, 1992. — 331 с.

5. Райков И. Я., Рытвинский Г. Н. Конструкция автомобильных и тракторных двигателей. — М.: Высш. шк., 1986. — 282 с.

6. Скотников В. А., Мащенский А. А., Солонский А. С. Основы теории и расчета трактора и автомобиля. — М.: Агропромиздат, 1986. — 383 с.