Тепловой расчёт двигателя Д-120 и расчет эксплуатационных показателей трактора Т-30А

Основной расчет параметров действительных процессов двигателя. Тепловой баланс двигателя. Расчет передаточных чисел агрегатов тракторами. Расчет действительных рабочих скоростей двигателя трактора. Определение удельного крюкового расхода топлива.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Содержание

Введение

1. Выбор номинальной мощности тракторного двигателя.

2. Тепловой расчет двигателя.

2.1 Выбор и обоснование исходных данных для теплового расчета.

2.2 Основной расчет параметров действительных процессов двигателя.

2.3 Определение основных показателей, характеризующих работу двигателя.

2.4 Тепловой баланс двигателя

2.5 Определение основных параметров двигателя.

2.6 Построение индикаторной диафрагмы.

2.7 Кинематика кривошипно-шатунного механизма.

2.8 Динамический расчет двигателя.

2.9 Определение данных для построения регуляторной характеристики двигателя.

3. Тяговый расчет трактора.

3.1 Выбор основных (рабочих) скоростей трактора.

3.2 Построение лучевых диаграмм.

3.3 Расчет передаточных чисел агрегатов тракторами.

3.4 Расчет воздушных моментов

3.5 Расчет тяговых усилий.

3.6 Расчет тяговых усилий.

3.7 Определение тягового КПД трактора.

3.8 Расчет действительных рабочих скоростей двигателя трактора.

3,9 Расчет тяговой мощности трактора.

3.10 Определение удельного крюкового расхода топлива

3.11 Проверочный расчет тягового КПД трактора.

3.12 Построение теоретической тяговой характеристики трактора со ступенчатой трансмиссией.

3.13 Расчет мощностного баланса трактора.

3.14 Построение потенциальной тяговой характеристики трактора с бесступенчатой трансмиссией

Литература

Введение

Основной задачей курсовой работы является приобретение промышленных навыков инженерных расчетов при проектировании или модернизации тракторов и автомобилей на основе технического задания.

Курсовая работа состоит из двух частей:

I - теплового расчета тракторного или автомобильного двигателя.

II - тягового расчета трактора или автомобиля.

Исходными данными для расчета трактора и его двигателя является также показателем как номинальная сила тяги, число рабочих передач, а также назначение и тип проектируемого трактора при известных степени сжатия и нагнетательной части вращения коленчатого вала тракторного двигателя.

Основной задачей расчета трактора является определение основных параметров двигателя и трансмиссии, обеспечение требуемых тягово-скоростных свойств, тягово-мощные и экономические показатели трактора в заданных условиях эксплуатации.

При выполнении I и II части работы по трактору производится расчет и построение тепловых и динамических диаграмм, расчеты построения регуляторной характеристики двигателя, тяговый расчет и построение теоретической тяговой характеристики трактора.



Расчёт мощности двигателя

1. Выбор номинальной мощности тракторного двигателя

1.1 Расчёт теплового диапазона трактора и минимальной тяги на крюке

Тяговый диапазон трактора рассчитывается по формуле:

где Pкр max , Pкр min соответственно максимальное и минимальное тяговое усилие трактора, кН;

? коэффициент расширения тяговой зоны, который можно принять в среднем равным, 1,3;

Pн и соответственно номинальное тяговое усилие рассчитываемого трактора и трактора предыдущего класса, 6,2.

Для трактора тяги 0,2…0,6 тяговый диапазон принимается равным

Определяем минимальную силу тяги трактора:

1.2 Выбор эксплуатационной массы трактора

Максимальная эксплуатационная масса для колёсного трактора равна:

, Н

где ?доп коэффициент использования сцепного веса, которого можно достичь в данных почвенных условиях при допустимой величине буксования ведущих колёс, который принимают для колёсных тракторов 0,50…0,65. Принимаем

коэффициент нагрузки ведущих колёс, принимается для тракторов 4к4(4=4) равным 1,0.

коэффициент сопротивления качению, соответствующий принятым условиям работы (стерня), который принимаем по таблице , f=0,1.

1.3 Расчёт требуемой номинальной мощности тракторного двигателя

Требуемая мощность тракторного двигателя можно определить, как:

, кВт

где V1 заданная скорость движения трактора на 1-ой рабочей передаче, соответствующей номинальной силе тяги, км/ч.

где z число рабочих передач, z=4.



V4 скорость движения трактора на 4-ой передаче, V4км/ч

V1=11,7?0,88(4-1)=7,97 км/ч

?тр механический КПД трансмиссии, соответствующий кинематической схеме трактора-прототипа;

где КПД, учитывающий потери мощности при работе трактора под нагрузкой;

КПД соответственно цилиндрической и конической пар шестерён, принимается равным

n1, n2 число пар соответственно цилиндрической и конической шестерён, находящихся в зацеплении на данной передаче;

n1= 5, n2 = 4

КПД, учитывающий потери холостого хода,

КПД, учитывающий потери в движителе,

?э коэффициент эксплуатационной нагрузки тракторного двигателя ?э;

Принимаем Nm=25 кВт



2. Тепловой расчёт двигателя

2.1 Выбор и обоснование исходных данных для теплового расчета

Принимаем во внимание назначение и тип двигателя, особенности условий его работы и степень формирования, обоснованно выбором для проведения теплового расчета следующие исходные данные:

? = 1,45 - коэффициент избытка воздуха;

?v = 0,8 - коэффициент пополнения;

Р0 = 0,1 мм/м2 и Т0 = 288 К - давление и температура; окружающей среды ?t = 18?К - повышение температуры заряда при всасывании;

Рr = 0,110 мн/м2 и Тr = 800?К - температура и давление газов в конце выпуска;

n1 = 1,35; n2 = 1,2 показатели политропы сжатия и расширения; ? = 0,8 - коэффициент выделения тепла при сгорании;

? = 1,8 - степень повышения давления;

?m= 0,75 - механический КПД;

? = 0,93 - коэффициент скругления индикаторной диаграммы;

Нu = 41800 кДж/кг - теплотворная способность топлива.

С = 0,860; Н2 = 0,130; О2 = 0,010 - элементарный состав топлива.

2.2 Расчёт основных параметров действительных процессов двигателя

Процесс впуска (всасывания).

Давление (мН/м2) и температура (к) в конце впуска



где

коэффициент наполнения,

давление и температура окружающей среды, мН/м2, К

давление и температура газов в конце выпуска.

мН/м2, мН/м2

К

Процесс сжатия.

Давление и температура в конце сжатия.

где показатель политропы сжатия,

мН/м2

Процесс сгорания.

Теоретически необходимое количество воздуха (кг) для сгорания 1 кг топлива.



Это же количество в молях:

где C, H2, O2 элементарный состав топлива

C=0,860; H2=0,130; О2=0,010.

Коэффициент остаточных газов

Число молей остаточных газов (кмоль)

Мr = ?•М1 = 0,0335•0,748 = 0,025 кмоль

Число молей газа, находящегося в цилиндре двигателя в конце сжатия (кмоль)

Мс = М1 + Мr = 0,748 + 0,025 = 0,773 кмоль

Число молей продуктов сгорания (кмоль), если , то



Число молей продуктов сгорания и остаточных газов в точке:

кмоль.

Действительный коэффициент молекулярного измерения:

Теплоемкость свежепоступившей рабочей смеси или воздуха

кДж/кмоль•град

Теплоемкость продуктов сгорания для дизельных двигателей (кДж/моль•град)

Полученное значение Сpz подставляем в уравнение и определяем температуру в конце процесса сгорания Tz

где ? степень повышения давления ?

коэффициент выделения тепла при сгорании

теплотворная способность топлива, кДж/кг

Tz=1817,24 К

Давление в конце сгорания.

Рz = ??Рс = 1,8?3,57 = 6,426 мН/м2

Процесс расширения.

Степень предварительного расширения для дизельных двигателей

Давление и температура в конце расширения

показатель политропы расширения,

Степень последующую расширения

2.3 Определение основных показателей, характеризующих работу двигателя

Среднее индикаторное давление по нескруглённой диаграмме для дизельных двигателей

Среднее индикаторное давление действующего цикла

Рi = ?•Р?i - (Рr - Ра) = 0,9...