Сделай Сам Свою Работу на 5

Выбор главного двигателя.

Одна из основных задач проектирования – правильный выбор типа главного двигателя. Исходными данными для этого служит тип и назначение судна, районы плавания, режимы работы установок, условия размещения двигателей, требования к массогабаритным показаниям установки, а также требования РМРС (Российского Морского Регистра Судоходства).

Малооборотные ДВС (МОД), как правило, используются в установкой с прямой передачей. Они обладают высокой цилиндровой мощностью (до 3000 кВт) и большим ресурсом (до 100000 час), однако значительно уступают другим типам ДВС по массогабаритным показателям.

Тяжелое топливо, стоимость которого по отношению к легкому дизельному топливу ниже в среднем в 2 раза, применяется в МОД и СОД.

Использование среднеоборотного дизеля (СОД) вместо МОД такой же мощности обеспечивает уменьшение массы установки в 1,5…2 раза и сокращение занимаемого ею объема в 1,4…1,7 раза.

Быстроходные ДВС (ВОД) устанавливают главным образом на судах на подводных крыльях и воздушной подушке.

Выбираем: 7S40ME-B9 (7ДКРН 40/177) (7945 кВт).

 


 

Габаритный расчёт дизеля.

Определяющим габаритом для ДВС является его длина. В первом приближении длина рядного двигателя на фундаментной раме для двухтактных крейцкопфных МОД равна:

где – число цилиндров (по прототипу); – расстояние между осями, выраженное в количестве диаметров цилиндра (по прототипу), для двухтактных МОД ( ).

Частота вращения коленчатого вала дизеля:

Малооборотные двигатели (МОД) - .

Ширина двигателя на фундаментной раме:

где – коэффициент, равный для МОД;

– ход поршня двигателя (по прототипу).

Высота двигателя от оси коленчатого вала до крайней верхней точки:

где – коэффициент, равный для крейцкопфных.

Высота двигателя от оси коленчатого вала до крайней нижней точки:

где – коэффициент, равный 1,25…2,00.

Общая высота двигателя:

Массу двигателя можно определить через удельную массу , для двухтактных крейцкопфных МОД ( ).

Зная массу двигателя , можно определить и массу установки:



После принятия решения о размере двигателя следует оценить ожидаемое значение среднего эффективного давления (МПа) по формуле:


 

где – эффективная мощность главного двигателя, кВт;

диаметр поршня, м;

– ход поршня, м;

– частота вращения коленчатого вала, об/мин;

– коэффициент тактности 1,0 – для двухтактного двигателя.

 


 

Тепловой расчёт

 

Тепловой расчёт позволяет определить основные параметры цикла и показатели рабочего процесса, характеризующие эффективность и экономичность работы двигателя. Задачей теплового расчёта является построение теоретической диаграммы цикла, при помощи которой можно установить основные размеры двигателя, обеспечивающие заданную мощность, найти усилия от давления газов, действующие на детали ДВС.

 

Процесс наполнения

 

Основными параметрами, характеризующими процесс наполнения, являются:

– коэффициент наполнения;

– коэффициент остаточных газов;

– давление в конце наполнения, МПа;

– температура рабочей смеси, К;

– давление остаточных газов, МПа;

– температура остаточных газов, К.

Расчет процесса наполнения заключается в определении значений этих параметров.

Давление в конце наполнения:

где – наибольшая скорость протекания свежего заряда при открытии выпускных клапанов;

– коэффициент скорости истечения, учитывающий вредные сопротивления при протекании воздуха через клапаны ;

– температура окружающей среды, К (принимается 288,15 К).

– давление воздуха перед входом в цилиндр (давление наддува), МПа. принимается по прототипу. Если давление наддува не известно, то можно принять

Для определения необходимо знать среднюю скорость поршня и скорости поступающего заряда через живые сечения клапана. определяется по следующей формуле:

А скорость поступающего заряда воздуха найдём по формуле:

где – площадь поршня;

– площадь сечения полностью открытых впускных клапанов;

Для МОД величина .

Наибольшая скорость протекания свежего заряда через выпускной клапан:

Коэффициент остаточных газов для расчёта двухтактных двигателей определяется по формуле:

Повышение температуры воздуха в следствие нагрева его внутри двигателя составляет по опытным данным для двухтактных

В случае расчёта четырехтактных двигателей с наддувом и двухтактных двигателей должно быть учтено повышение температуры заряда вследствие сжатия в нагнетательном или продувочном насосе:

где – показатель политропы сжатия в нагнетателе или насосе;

– атмосферное давление.

Величина показателя политропы сжатия n для центробежных нагнетателей

Температура воздуха перед входом в цилиндр:

где – падение температуры в охладителе, K (как правило для двигателей с наддувом). При этом выбирается таким образом, чтобы температура воздуха перед входом в цилиндр была больше . В противном случае разность температур между забортной водой и воздухом будет слишком мала для обеспечения необходимого охлаждения воздуха.

Температура смеси в конце наполнения для двухтактных двигателей определяется:

Коэффициент степени сжатия для МОД ( ).

Для двухтактных ДВС под подразумевают действительную степень сжатия. Наибольшие значения имеют место у быстроходных ДВС с разделёнными камерами сгорания и малым диаметром цилиндра. При повышенном наддуве целесообразно выбирать меньшие значения для снижения механической напряжённости. Однако применяют редко из-за ухудшения условий пуска из холодного состояния. Выбранные значения должны обеспечить получение абсолютной температуры заряда в конце процесса сжатия

Значение температуры остаточных газов для МОД ( .

По опытным данным Меньшие значения относятся к тихоходным дизелям, большие – к быстроходным.

Коэффициент наполнения через коэффициент остаточных газов определяется следующим образом:

Для двухтактных двигателей c наддувом и без:

Где – доля хода поршня, потерянного на продувку.

При этом условии принимают:

Прямоточно-клапанной


 

Процесс сжатия.

 

Основными параметрами, определяющими процесс сжатия, являются:

– давление начала сжатия;

– температура начала сжатия;

– степень сжатия;

– показатель политропы сжатия;

– температура конца сжатия;

– давление конца сжатия.

Так как процесс сжатия политропный, то величины, характеризующие начало и окончание его, связаны уравнениями:

Показатель политропы для МОД .



©2015- 2019 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.