Расчет параметров рабочего процесса и выбор элементов конструкции тепловозного дизеля
.
Концы векторов отмечают соответствующим утлом поворота кривошипа и соединяют последовательно плавной кривой, которая образует векторную диаграмму.
Радиусы-векторы, соединяющую точку 0 с точками на контуре векторной диаграммы, выражают по величине и направлению удельные силы Q, действующие на шатунную шейку вала при данн
ых углах поворота кривошипа. Соответствующая каждому вектору сила приложена к поверхности шейки в точке пересечения окружности шейки с линией действия вектора (точка А, рис.8.) и направлена к центру 0.
7. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ ЧЕРТЕЖА ПОПЕРЕЧНОГО РАЗРЕЗА ДИЗЕЛЯ И УЗЛА
Поперечный разрез дизеля по одному из цилиндров при рядном их расположении и по двум при V-образном вычерчивается на листе формата А1 (576 х 814 мм).
Пособиями при разработке поперечного разреза двигателя могут служить альбомы, каталоги и отдельные чертежи тепловозных дизелей, техническая литература, содержащая описание и анализ выполненных конструкций, а также рекомендации по их выбору и расчету (см. список рекомендованной литературы). Студент должен из большого разнообразия конструктивных форм отдельных узлов и деталей выбрать наиболее прогрессивные и технологическом и технико-экономическом отношениях, учитывая особенности проектируемого дизеля (принятую схему расположения цилиндров, тактность, оборотность, величины давления наддува и максимального давления сгорания и т.д.).
На поперечном разрезе должны быть в соответствующем масштабе показаны: детали остова двигателя (поддизельная рама, картер, цилиндровые гильзы и крышки), их соединения, детали кривошипно-шатунного механизма (в соответствии с ранее проведенным расчетом), механизм газораспределении (вал, толкатели;, штанги, коромысла, клапаны), воздушные ресиверы и выхлопные коллекторы, корпуса форсунок и индивидуальных топливных насосов с толкателями и валом (блочные топливные насосы могут не показываться).
Мелкие детали (трубки системы смазки, топливопроводы болтовые соединения) на поперечном разрезе могут не показываться, однако студент обязан знать их устройство и работу.
Болты и шпильки могут полностью не вычерчиваться, а заменяться осевыми линиями.
Спецификация наиболее ответственных деталей, (коленчатый вал, части остова, поршень, шатун и т.д.) с указанием количества и материалов, выполненная в соответствии с требованиями ЕСКД, вкладывается в записку. В спецификацию следует также включить отдельные агрегаты, если они изображены на чертеже (форсунки, топливные насосы и др.) с указанием их количества на дизель. На поперечном разрезе двигателя показываются его габаритные размеры (ширина, высота). На свободном месте листа в виде таблицы необходимо выписать основные данные, характеризующие двигатель (тактность, номинальную и эффективную мощность, частоту вращения коленчатого вала, число цилиндров, их диаметр, ход поршня, среднее эффективное давление, максимальное давление сгорания, степень сжатия, значение эффективного КПД, а также вычертить в упрощенном виде в масштабе 1:50 или 1:100 вид дизеля сбоку.
При выполнения чертежа поперечного разреза дизеля обязательно проверяются: 1) ход поршня, 2) необходимая минимальная длина цилиндровой гильзы, 3) возможность выемки шатунов через гильзы цилиндров, 4) относительное расположение шатунов и гильз цилиндров при работе дизеля.
Изображаемые на чертеже поперечного разреза дизеля детали: коленчатый вал, поршень, поршневой палец, шатуны должны как по конструктивным формам, так и по размерам соответствовать эскизам в пояснительной записке.
В качестве узлов, подлежащих конструктивной разработке, могут быть рекомендованы: 1) поршень в сборе; 2) шатун в сборе; 3) форсунка; 4) топливный насос; 5) механизм газораспределения (от распределительного вала до клапанов включительно); 6) крышка цилиндра в сборе; 7) привод распределительного вала; 8) толкатель топливного насоса; 9) регулятор предельного числа оборотов коленчатого вала (регулятор безопасности); 10) масляный насос; 11) водяной насос; 12) привод масляного насоса; 13) привод водяного насоса; 14) коренные подшипники коленчатого вала (в сборе); 15) воздуходувка; 16) привод воздуходувки; 17) вал топливных насосов; 18) привод вала топливных насосов; 19) турбокомпрессор и др.
Задание на разработку узла дается консультантом, по указанию которого студент должен выполнить необходимые при конструировании узла расчеты.
Разработанный узел вычерчивается на листе так, чтобы имелось полное представление о его конструкции и работе. В необходимых случаях на чертеже узла намечается (штриховыми или более тонкими линиями) обстановка - контуры сопрягаемых узлов или деталей, ограничивающих размеры проектируемого узла или сказывающихся на параметрах кинематики его деталей.
На чертеж узла также составляется спецификация всех его деталей.
К защите курсового проекта допускается студент, выполнивший необходимые расчеты, оформленные в виде пояснительной записки, и графическую часть. Записка и листы графической части должны быть проверены и подписаны консультантом.
Список рекомендуемой литературы
I. Симсон А.Э., Хомич А.З., Куриц А.А. и др. Двигатели внутреннего сгорания (Тепловозные дизели и газотурбинные установки). М.: Транспорт, 1982, 384 с.
2. Синенко Н.П. и др. Тепловозные дизели типа Д70. М.: Транспорт, 1977,216 с.
3. Дизели. Справочник. Изд. 3-е перераб. и доп. Под общей редакцией В.А.Ваншейдта. Л.: Машиностроение, 1977, 480 с.
4. Водолажченко В.В. и др. Проектирование тепловозных двигателей. М.: Транспорт, 1972, 224 с.
5. Тепловозные дизели типа Д49. Е.А.Никитин, В.М.Ширяев, В.Г.Быков и др. М.: Транспорт, 1982, 255 с.
6. Володин А.И. Локомотивные двигатели внутреннего сгорания. М.: Транспорт, 1990, 255 с.
7. Володин А.И. Моделирование на ЭВМ работы тепловозных дизелей. М.: Транспорт, 1985, 216 с.
Приложение 1.
Справочные данные по тепловозным дизелям.
Параметры |
Дизели | |||||||||||||||
10Д100 |
11Д45 |
14Д40 |
1-5Д49 |
2-2Д49 |
2-5Д49 |
1Д49 |
3А-6Д49 |
K6S310DR |
ПД1М |
М756Б |
211Д-1 |
1Д12-300 | ||||
Серия тепловозов |
2ТЭ10 |
ТЭП60 |
М62 |
2ТЭ116 |
ТЭМ7 |
ТЭП70 |
ТЭП75 |
ТГМ6 |
ЧМЭ3 |
ТЭМ2 |
ДР1 |
ТГМ4 |
ТУ2 | |||
Мощность на номинальном режиме и стандартных атмосферных условиях, кВт |
2200 |
2200 |
1470 |
2200 |
1470 |
2940 |
4410 |
880 |
993 |
880 |
736 |
550 |
224 | |||
Объем цилиндров, дм3 |
170,9 |
200,75 |
150,6 |
220,8 |
165,6 |
220,8 |
275,9 |
110,4 |
163,2 |
157,2 |
62,4 |
43,6 |
38,8 | |||
Цилиндровая мощность на номинальном режиме, кВт |
220 |
137,5 |
123 |
137,5 |
122,5 |
184 |
220,5 |
110 |
165,5 |
147 |
61,3 |
91,7 |
18,3 | |||
Частота вращения коленчатого вала, мин-1: · на номинальном режиме · минимально устойчивая |
850 400 |
750 400 |
750 400 |
1000 400 |
850 350 |
1000 400 |
1050 400 |
1000 400 |
750 350 |
750 400 |
1500 600-800 |
1400 600 |
1500 550 | |||
Тактность |
2 |
2 |
2 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 | |||
Расположение цилиндров |
Рядное |
V – образное |
Рядное |
V-обр. |
Рядное |
V-обр. | ||||||||||
Число цилиндров |
10 |
16 |
12 |
16 |
12 |
16 |
20 |
8 |
6 |
6 |
12 |
6 |
12 | |||
Диаметр цилиндра, мм |
207 |
230 |
230 |
260 |
260 |
260 |
260 |
260 |
310 |
318 |
180 |
210 |
150 | |||
Ход поршня, мм |
2х254 |
300/304 |
300/304 |
260 |
260 |
260 |
260 |
260 |
360 |
330 |
200 |
210 |
180 | |||
Степень сжатия: · геометрическая · действительная |
18,6 15,1 |
- 13,5 |
- 14,6 |
12,2 - |
12,2 - |
12,2 - |
12,2 - |
12,2 - |
13 - |
12,5 - |
13,5 - |
13,5 - |
14,5 | |||
Среднее индикаторное давление, МПа |
1,13 |
1,10 |
1,02 |
1,43 |
1,265 |
1,83 |
2,04 |
1,035 |
0,981 | |||||||
Среднее эффективное давление, МПа |
0,912 |
0,892 |
0,795 |
1,24 |
1,26 |
1,60 |
1,75 |
0,96 |
0,975 |
0,90 |
0,90 |
1,15 |
0,79 | |||
Средняя скорость поршня, м/с |
7,2 |
7,5 |
7,5 |
8,67 |
7,36 |
8,67 |
9,53 |
8,67 |
9,0 |
8,25 |
10,5 |
9,8 |
9,6 | |||
Число ступеней наддува |
2 |
2 |
2 |
1 |
1 |
1 |
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
- | |||
Охлаждение воздуха |
Есть |
Есть |
Нет |
Есть |
Есть |
Есть |
Есть |
Есть |
Есть |
Есть |
Нет |
Есть |
- | |||
Давление наддува, МПа |
0,221 |
0,219 |
0,201 |
0,235 |
0,246 |
0,287 |
0,31 |
0,1 |
0,16 |
0,162 |
0,172 |
- | ||||
Коэффициент наполнения |
0,8 |
- |
0,83 |
0,95 |
0,96 |
0,94 |
0,98 | |||||||||
Доля теплоты, подведенной с воздухом, % |
8,82 |
9,69 |
10,01 |
5,7 |
5,16 |
6,21 |
6,84 | |||||||||
Давление в конце сжатия, МПа |
8,4 |
5,8 |
6,6 |
7,36 |
8,74 |
7,05 |
5,7 |
4,2 | ||||||||
Температура в конце сжатия, 0С |
612 |
767 |
614 |
665 |
660 |
680 |
430 | |||||||||
Коэффициент избытка воздуха в цилиндре (суммарный) |
2,0 (2,82) |
- (2,61) |
1,85 (2,78) |
- (2,23) |
- (2,37) |
- (2,12) |
- (2,1) |
- (2,28) |
2,1 (2,27) |
2,1 (2,6) | ||||||
Количество теплоты, подведенной с топливом, МДж/ч |
21062 |
16319 |
15628 |
19556 |
26629 |
7822 |
8356 | |||||||||
Максимальное давление сгорания, МПа |
9,8 |
10,8 |
10,6 |
11,5 |
11,1 |
12,5 |
13,0 |
9,5 |
9,0 |
6,8 |
8,8 |
8,5 | ||||
Степень повышения давления |
1,23 |
1,86 |
1,65 |
1,56 |
- |
1,43 |
1,35 |
1,45 |
1,55 | |||||||
Скорость нарастания давления, МПа/0пкв |
0,2 |
0,28 |
0,28 |
0,25 |
0,25 |
0,25 |
0,25 |
0,25 |
0,295 | |||||||
Давление начала выпуска, МПа |
0,68 |
0,8 |
0,75 |
- |
- |
- |
- |
- |
0,51 | |||||||
Температура в начале выпуска, 0С |
740 |
780 |
780 |
- |
- |
- |
- |
- |
800 | |||||||
Температура выпускных газов перед турбиной, 0С |
410 |
495 |
500 |
495 |
485 |
533 |
610 |
578 |
600 |
525 |
580 | |||||
Коэффициент остаточных газов |
0,06 |
0,08 |
0,08 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,02 |
0,03 | |||||
Фазы газораспределения, 0пкв - j1 - j2 - j3 - j4 |
56 40 56 64 |
84 44 52 44 |
84 44 52 44 |
50 55 35 30 |
59,5 57 40,5 28 |
59,5 57 40,5 28 |
45 80 55 35 |
66 74 74 41 |
56 50 50 56 |
48 20 20 48 | ||||||
Давление начала впрыскивания топлива форсункой, МПа |
21,0 |
32,0 |
32,0 |
32,0 |
32,0 |
32,0 |
32,0 |
32,0 |
30,0 |
27,5 |
20,0 |
21,0 | ||||
Число отверстий распылителя форсунки (диаметр отверстий), шт (мм) |
3 (0,56) |
7 (0,4) |
7 (0,4) |
9 (0,4) |
9 (0,4) |
9 (0,4) |
9 (0,4) |
9 (0,4) |
9 (0,4) |
9 (0,35) |
8 (0,35) |
7 (0,25) | ||||
Индикаторная мощность в цилиндре, кВт |
270 |
170 |
159 |
161 |
215 |
133 |
176 | |||||||||
Среднее давление механических сопротивлений, МПа |
0,202 |
0,331 |
0,229 |
0,16 |
0,269 |
0,196 |
0,175 | |||||||||
Индикаторный КПД |
0,466 |
0,45 |
0,44 |
0,475 |
0,470 |
0,465 |
0,446 |
0,491 |
0,435 |
0,43 | ||||||
Эффективный КПД |
0,377 |
0,364 |
0,34 |
0,405 |
0,392 |
0,398 |
0,39 |
0,405 |
0,363 |
0,366 | ||||||
Удельный эффективный расход топлива, г/кВт.ч |
218 |
231 |
218 |
214 |
204 |
220 |
220 |
204 |
220 |
225 |
220 |
218 |
258 | |||
Масса дизеля сухая с поддизельной рамой, кг ( * с генератором) |
19500 |
13800 |
12500 |
18500 |
22500 * |
18500 |
31800 |
9600 |
13400 |
16200 |
1800 |
5440 |
1840 | |||
Удельный расход масла, г/кВт.ч |
2,2 |
1,84 |
1,65 |
1,84 |
2,72 |
1,84 |
1,84 |
1,58 |
1,5-2,9 |
2,72 |
2,94 |
3,25 |
3,68 | |||
Габаритные размеры, мм · длина · ширина · высота |
6180 1730 3210 |
4357 1730 2600 |
3787 1770 2508 |
4696 1610 2890 |
5572 1710 2726 |
4722 1610 2890 |
4926 1610 2890 |
3355 1665 2305 |
5125 1850 2844 |
5192 1467 2478 |
2405 1225 1480 |
2750 1130 1910 |
1852 1085 1275 | |||
Другие рефераты на тему «Транспорт»:
Поиск рефератов
Последние рефераты раздела
- Проект пассажирского вагонного депо с разработкой контрольного пункта автосцепки
- Проектирование автомобильных дорог
- Проектирование автотранспортного предприятия МАЗ
- Производственно-техническая база предприятий автомобильного транспорта
- Расчет подъемного механизма самосвала
- Системы автоблокировки
- Совершенствование организации движения и снижение аварийности общественного транспорта в городе Витебск