Ширина лопатки на входе:
(7.11)
где δ2 = 0,004 – толщина лопаток у выхода, м.
Мощность, потребляемая жидкостным насосом:
(7.12)
где ηм = 0,84 – механический КПД жидкостного насоса.
В результате теплового и динамического расчетов, а также проектирования данного 4-ёх цилиндрового дизельного двигателя с турбо надувом, получены технические характеристики, которые приведены в таблице 8.1.
Таблица 8.1 – Технические характеристики спроектированного двигателя
|
Параметр |
Значение |
|
Тип двигателя |
R4 |
|
Объем двигателя, л |
2,3 |
|
Мощность, кВт/ мин-1 |
67 / 4000 |
|
Максимальный крутящий момент, Нм |
134 |
|
Степень сжатия |
17,6 |
|
Диаметр цилиндра, мм |
76 |
|
Марка топлива |
ДТ-Л-К5, сорт С |
|
Удельный эффективный расход топлива при максимальной мощности, г/(кВтч) |
198,7 |
|
Часовой расход топлива на режиме максимальной мощности, кг/ч |
11,1 |
|
Скорость поршня, м/с |
12,2 |
|
Ход поршня, мм |
80,5 |
|
Степень сжатия |
17,6 |
В результате проведенной работы разработан 4-х цилиндровый рядный дизельный двигатель для легкового автомобиля объемом 2,3 литра, рабочий объем цилиндра 0,6 литра и номинальной мощностью 67 кВт. Также в рамках данного курсового проекта был выполнен тепловой и динамический расчет двигателя Dacia Sandero II 1.5 dci. Расчетами установлено: давление и температура окружающей среды равны 16 МПа 353,6 К соответственно; давление остаточных газов равно 0,157 МПа; давление и температура в конце сжатия равны 7,3 МПа и 1045,6 К соответственно; давление и температура теоретические 11,7 МПа и 1976,5 К соответственно; давление и температура в конце процесса расширения 0,46 МПа и 1050,6 К соответственно; теоретическое среднее индикаторное давление 1,13 МПа; среднее эффективное давление 0,86 МПа. Также установлено что удельный эффективный расход топлива равен 198,7 г/(кВтч), часовой расход топлива 11,1 кг/ч. Приняты ход поршня 94,2 мм и диаметр цилиндра 88,9 мм.
По полученным данным построена индикаторная диаграмма разработанного двигателя, внешняя скоростная характеристика и графики давления от действующих сил, которые находятся на первом листе графической части.
Максимальная теоретическая скорость автомобиля, на который установлен полученный в результате расчета двигатель, равна 150 км/ч. По результатам динамического расчета КШМ суммарный крутящий момент двигателя составляет 206,9 Нм, погрешность вычислений – 0,92 %.
Так же по указанию руководителя был рассчитан и спроектирован жидкостный насос, который расположен на втором листе графической части. Основные показатели рассчитанного элемента двигателя: мощность, потребляемая насосом – 0,476 кВт; циркуляционный расход жидкости в системе – 0,0042 м3/с; количество теплоты, отводимой от двигателя жидкостью – 17734,5 Дж/с.
1 Колчин, А. И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: учеб. пособие для вузов / А. И. Колчин, В. П. Демидов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2008. – 496 с.
2 Требования к выполнению технологической и конструкторской документации в курсовом и дипломном проектировании для студентов специальности 1-37 01 06 Техническая эксплуатация автомобилей / Сост. И. С. Сазонов [и др.]. – Могилев : Белорусско-Российский университет, 2012. – 48 с.3 Автомобильные двигатели. Курсовое проектирование: учеб. Пособие / М. Г. Шатров [и др.]. – М.: Академия, 2011. – 256 с.
4 Ерохов, В. П. Системы впрыска бензиновых двигателей (конструкция, расчет, диагностика) / В. И. Ерохов. – М. : Горячая линия – Телеком, 2011. – 552 с.: ил.
5 Хрулев, А.Э. Ремонт двигателей зарубежных автомобилей / А.Э. Хрулев. – М.: За рулем, 1999. – 440 с.
6 Официальный сайт компании «Motorhunter» [Электронный ресурс].
Режим доступа: http://www.motorhunter.ru/dvigatel/renault_k9k_15_dci.html.
– Дата доступа: 8.05.2017.
7 Официальный сайт компании «Superchips» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.superchips.co.uk. – Дата доступа: 8.05.2017. 8 Официальный сайт компании «Автодата24» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://autodata24.com/dacia/sandero/sandero-ii/15-dci-90-hp-fap/details. – Дата доступа: 7.03.2017.
9 Официальный сайт компании «VVM-AUTO» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://vvm-auto.ru/renault/797-dizelnye-dvigateli-renault. – Дата доступа: 14.05.2017.
Приложение А
(обязательное)
Результаты динамического расчета КШМ на ЭВМ
Таблица А.1 – Исходные данные
|
Параметр |
Обозначение |
Единица измерения |
Значение |
|
Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна |
λ |
- |
0,27 |
|
Радиус кривошпа |
R |
мм |
47,4 |
|
Угловая скорость коленчатого вала |
ω |
1/с |
418,7 |
|
Давление в конце впуска |
Pa |
МПа |
0,155 |
|
Давление в конце сгорания |
Pz |
МПа |
11,72 |
|
Давление в конце выпуска |
Pr |
МПа |
0,157 |
|
Степень сжатия |
ε |
- |
16,5 |
|
Показатель политропы сжатия |
N1 |
- |
1,375 |
|
Показатель политропы расширения |
N2 |
- |
1,243 |
|
Степень предварительного расширения |
Rо |
- |
1,218 |
|
Давление окружающей среды |
Ро |
МПа |
0,16 |
|
Площадь поршня |
Fп |
мм2 |
6289 |
|
Массы, совершающие возвратно-поступательное движение |
Mj |
кг |
1,376 |
|
Число цилиндров |
i |
- |
4 |
|
Среднее значение суммарного индикаторного крутящего момента |
Miср |
Нм |
205 |
|
Масса шатуна |
Мш |
кг |
1,572 |
Таблица А.2 – Таблица давлений в МПа от сил Pin, Pr, Pcум, Рn, Ps, Pt, Pk, Rш.ш.
|
fi, град |
fi, рад |
Sx |
Pr |
Pin |
Pсум |
Pn |
Ps |
Pt |
Pk |
Rш.ш. |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
0 |
0.0000 |
0.0 |
-0.003 |
-2.308 |
-2.311 |
0.000 |
-2.311 |
0.000 |
-2.31136 |
2.31 |
|
30 |
0.5236 |
8.0 |
-0.005 |
-1.819 |
-1.824 |
-0.249 |
-1.841 |
-1.127 |
-1.45546 |
1.84 |
|
60 |
1.0472 |
28.5 |
-0.005 |
-0.663 |
-0.668 |
-0.161 |
-0.687 |
-0.659 |
-0.19492 |
0.69 |
|
90 |
1.5708 |
53.8 |
-0.005 |
0.491 |
0.486 |
0.136 |
0.504 |
0.486 |
-0.13626 |
0.50 |
|
120 |
2.0944 |
75.9 |
-0.005 |
1.154 |
1.149 |
0.276 |
1.182 |
0.857 |
-0.81400 |
1.18 |
|
150 |
2.6180 |
90.0 |
-0.005 |
1.329 |
1.324 |
0.180 |
1.336 |
0.506 |
-1.23663 |
1.34 |
|
180 |
3.1416 |
94.8 |
-0.005 |
1.327 |
1.322 |
0.000 |
1.322 |
0.000 |
-1.32194 |
1.32 |
|
210 |
3.6652 |
90.0 |
0.006 |
1.329 |
1.334 |
-0.182 |
1.347 |
-0.510 |
-1.24656 |
1.35 |
|
240 |
4.1888 |
75.9 |
0.046 |
1.154 |
1.200 |
-0.289 |
1.234 |
-0.895 |
-0.85028 |
1.23 |
|
270 |
4.7124 |
53.8 |
0.158 |
0.491 |
0.649 |
-0.182 |
0.673 |
-0.649 |
-0.18187 |
0.67 |
|
300 |
5.2360 |
28.5 |
0.516 |
-0.663 |
-0.148 |
0.035 |
-0.152 |
0.146 |
-0.04304 |
0.15 |
|
330 |
5.7596 |
8.0 |
2.171 |
-1.819 |
0.352 |
-0.048 |
0.355 |
-0.218 |
0.28082 |
0.36 |
|
360 |
6.2832 |
0.0 |
8.999 |
-2.308 |
6.691 |
0.000 |
6.691 |
0.000 |
6.69072 |
6.69 |
|
375 |
6.5450 |
2.0 |
10.309 |
-2.180 |
8.129 |
0.569 |
8.149 |
2.654 |
7.70449 |
8.15 |
|
390 |
6.8068 |
8.0 |
5.161 |
-1.819 |
3.341 |
0.455 |
3.372 |
2.065 |
2.66598 |
3.37 |
|
420 |
7.3304 |
28.5 |
1.577 |
-0.663 |
0.914 |
0.220 |
0.939 |
0.901 |
0.26657 |
0.94 |
|
450 |
7.8540 |
53.8 |
0.718 |
0.491 |
1.209 |
0.339 |
1.255 |
1.209 |
-0.33904 |
1.26 |
|
480 |
8.3776 |
75.9 |
0.435 |
1.154 |
1.589 |
0.382 |
1.633 |
1.185 |
-1.12517 |
1.63 |
Окончание таблицы А.2
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
510 |
8.9012 |
90.0 |
0.328 |
1.329 |
1.656 |
0.226 |
1.672 |
0.633 |
-1.54733 |
1.67 |
|
540 |
9.4248 |
94.8 |
0.177 |
1.327 |
1.504 |
0.000 |
1.504 |
0.000 |
-1.50410 |
1.50 |
|
570 |
9.9484 |
90.0 |
-0.003 |
1.329 |
1.325 |
-0.181 |
1.338 |
-0.506 |
-1.23812 |
1.34 |
|
600 |
10.472 |
75.9 |
-0.003 |
1.154 |
1.151 |
-0.277 |
1.183 |
-0.858 |
-0.81514 |
1.18 |
|
630 |
10.996 |
53.8 |
-0.003 |
0.491 |
0.488 |
-0.137 |
0.506 |
-0.488 |
-0.13671 |
0.51 |
|
660 |
11.519 |
28.5 |
-0.003 |
-0.663 |
-0.667 |
0.160 |
-0.685 |
0.657 |
-0.19446 |
0.69 |
|
690 |
12.043 |
8.0 |
-0.003 |
-1.819 |
-1.823 |
0.248 |
-1.839 |
1.126 |
-1.45418 |
1.84 |
|
720 |
12.566 |
0.0 |
-0.003 |
-2.308 |
-2.311 |
0.000 |
-2.311 |
0.000 |
-2.31136 |
2.31 |