Расчет параметров рабочего процесса и выбор элементтов конструкции тепловозного двигателя

1.3. По полученным геометрическим параметрам проектируемого дизеля D, S, Z определяют его основные габаритные размеры.

Длина дизеля

, м (5)

где D - диаметр цилиндра, м;

К = Z - для рядных двигателей;

K = 0,5Z - для V -образных двигателей;

C = 1,5 м - линейный разме

р, зависящий от компоновки вспомогательного оборудования и агрегатов наддува двигателя.

L=1,16*0,256*4+1,5=2,69 (м)

Таблица 1

Диаметры и числа цилиндров проектируемого двигателя.

Ширина двигателя

, м (6)

B=7*0,256=1,79(м)

Высота двигателя

, м (7)

H=6*0,256=1,53(м)

где а = 6,0 - 8,0 - для рядных двигателей;

5,0  7,0 - для V - образных двигателей;

10 13,0 - для 2-х тактных двигателей с противоположно-движущимися поршнями.

После определения габаритных размеров дизеля производят проверку его размещения в кузове тепловоза.

Проверяют наличие необходимой ширины проходов по обе стороны от дизеля. От внешнего контура дизеля до боковых стенок кузова тепловоза должно быть 0,7 м на высоте груди человека (на расстоянии от настила 1,5 м), что обеспечивает нормальное и безопасное обслуживание дизеля.

В отдельных исключительных случаях допускается местное сужение прохода до 0,5 м.

Эскиз установки дизеля на тепловозе выполняется в масштабе 1:20 и прилагается к записке.

2. РАСЧЕТ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДИЗЕЛЯ И ЕГО ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

Целью расчета рабочего процесса дизеля является определение параметров, необходимых для реализации заданной мощности при заданной угловой скорости коленчатого вала и выбранных геометрических размерах цилиндра.

2.1. Расчет количества воздуха, необходимого для реализации заданной мощности, выбор схемы наддува и определение мощности компрессора

2.1.1. Расчет количества воздуха и давления наддува.

Количество воздуха, необходимого для работы, зависит от мощности, выбранных ранее (см. п.1) геометрических размеров цилиндров, качества газообмена и других, факторов.

Расход воздуха через двигатель определяется из соотношения:

, кг/с (8)

гдевт - расход топлива двигателем, кг/с;

S- суммарный коэффициент избытка воздуха;

L0` - соотношение между количеством воздуха и топлива при полном сгорании топлива (= 1).

Расход топлива Вт зависит от мощности, КПД двигателя и качества топлива:

, кг/с (9)

гдеNе - эффективная мощность дизеля, кВт;

Ни - теплотворная способность топлива, кДж/кг;

hе - эффективный КПД двигателя.

Bт =650/42500*0,40=0,038 кг/с.

С учетом (9) получим:

(10)

Величины S иhе предварительно выбираются по справочным данным. Обычно для 4-х тактных тепловозных дизелей характерно S2,1 - 2,6 hе=0,40-0,43, а для 2-х тактных соответственно – S2,5 -2,9 и hе=0,34 - 0,38

ВеличиныL0`и Ни принимаются равными 14,35 и 42500 кДж/кг.

GS = (2, 5*14, 35*650)/17000=1,371 кг/с

Во время продувки часть воздуха теряется, поэтому в процессе сгорания будет участвовать меньшее количество воздуха:

, кг/с. (11)

где jк - коэффициент избытка продувочного воздуха.

Для 4-х тактных двигателей принимают jк = 1,05 - 1,15;

для 2-х тактных при прямоточно-щелевой продувке - jк = 1,4 - 1,5, при прямоточно-клапанной - jк = 1,4 - 1,7 и при контурной продувке - jк = 2,1.

G=1,371*1,1-1=1,246 кг/с.

Количество воздуха в цилиндрах Gи давление наддува РSсвязаны соотношением:

, МПа (12)

гдеhv- коэффициент наполнения, выбирается для 4-х тактных ДВС в пределах 0,96, а для 2-х тактных – 0,85 - 0,95;

ТS - температура наддувочного воздуха, К.

Если считать, что в условиях тепловоза не удается охлаждать наддувочный воздух ниже 340 - 350 К, то можно принять, что температура заряда в цилиндрах находится в пределах ТS = 370 - 400 К.

 Скачать реферат