Расчет электродвигателя. Эффективные показатели двигателя. Расчет приводного вала

Страницы работы

11 страниц (Word-файл)

Содержание работы

 Расчет электродвигателя.

1) Параметры рабочего тела

1.1 Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг.              топлива.

 кг

Или

 кмоля.

где µ0 - Масса 1 кмоля воздуха (µ0=28,96 кг/моль).

1.2 Количество свежего заряда.

М1=α* L0*1/µт

где µт - молекулярная масса паров топлива (для автомобильных бензинов µт=110-120 кг/моль). В связи с малым значением члена 1/µт по сравнению с αL0 для упрощения его в расчет не принимают.

М1= α* L0=0,96*0,516=0,5045 кмоля.

где α - коэффициент избытка воздуха.

1.3 Общее количество продуктов сгорания (при α<1).

М2= α* L0+Н/4+О/32+0,21L0(1-α)=0,96*0,516+0,145/4+0,21*0,516(1-0,96)=0,536 кмоля

1.4 Химический коэффициент молекулярного изменения горючей смеси

β021=0,536/0,5045=1,063

2) Параметры окружающей среды и остаточные газы.

2.1 Атмосферные условия

p0=0,1 МПа, Т=293 К

2.2 Давление и температура остаточных газов

pr=1,15p0=1,15*0,1=0,115 МПа, принимаем Тг=1173 К

3) Процесс впуска

3.1 Температура подогрева свежего заряда Δt=15º C

3.2 Плотность заряда на впуске.

 кг/м3

Принимаем  ώвп=100 м/с Тогда потери на впуске в двигатель:  МПа где β - коэффициент затухания скорости движения заряда в       рассматриваемом сечении цилиндра.

ξвп- коэффициент сопротивления впускной системы, отнесенный к наиболее узкому ее сечению.

ώвп- средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы.

3.3 Давление в конце впуска

 МПа

3.4 Коэффициент остаточных газов

3.5 Температура в конце впуска

3.6 Коэффициент наполнения

4) Процесс сжатия

4.1 Показатель политропы сжатия

4.2 Давление в конце сжатия

 МПа

4.3 Температура в конце сжатия

 К

4.4 Средняя молярная теплоемкость заряда (воздуха) в конце сжатия

 кДж/(кмоль*град)

4.5 Число молей остаточных газов

 кмоля

4.6 Число молей газов в конце сжатия до сгорания

МС1r=0,5045+0,0216=0,526

5) Процесс сгорания

5.1 Средняя молярная теплоемкость продуктов сгорания

 кДж/(кмоль*град)

5.2 Число молей газов после сгорания

MZ=M2+Mr=0,536+0,0216=0,5576 моля

5.3 Расчетный коэффициент молекулярного изменения

β=МZ/MC=0,5576/0,526=1,06

5.4 Количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания

 кДж/кг

Принимаем коэффициент использования теплоты  =0,9. Тогда количество теплоты, передаваемой газам при сгорании 1 кг топлива:

 кДж

Коэффициент  характеризует ту часть низшей теплоты сгорания топлива, которая используется на повышение внутренней энергии газа и на совершение внутренней работы; остальная же часть – это потери теплоты на участке cz вследствие теплоотдачи, диссоциация продуктов сгорания и догорания части топлива при такте расширения.

На значение коэффициента использования теплоты  влияют конструктивные параметры, режим работы и регулировки двигателя. Чем совершеннее процесс, тем выше . Снижение  обуславливается рядом факторов: обеднение или обогащение смеси – из-за снижения скорости сгорания; поздний угол впрыска топлива и увеличение частоты вращения – из-за возрастания догорания в такте расширения. Повышение степени сжатия и выбор рациональной формы камеры сгорания с возможно меньшим отношением поверхности к ее объему обуславливает повышение .

Значение коэффициента использования теплоты  для карбюраторных двигателей варьирует в пределах 0,85- 0,95.

5.5 Температура в конце сгорания

- определяется из уравнения сгорания для карбюраторного двигателя (α<1)

1,059*(20,87+0,0029ТZZ=0,9(43930-3094,71)/(0,95*0,516*(1+0,0442))+847,69*21,63

Решаем уравнение относительно ТZ.

0,0031Т2Z+22,12ТZ-90135,8=0

 К

5.6 Максимальное давление в конце сгорания (теоретическое)

МПа

Значения максимальной температуры и давления цикла для современных двигателей при работе с полной нагрузкой составляют:

ТZ=2400-2900 К, pZ=3,5-6 МПа

5.7 Максимальное давление в конце сгорания (действительное)

pzA=0,85*7,12=16 МПа

5.8 Степень повышения давления

6) Процесс расширения 

С учетом характерных значений показателя политропы расширения для заданных параметров двигателя принимаем n2=1,28. Тогда

 МПа

 К

Проверим правильность ранее принятой температуры остаточных газов (Tr принято 1000 К)

 К

   (Допустимое значение =5%)

6) Индикаторные параметры рабочего цикла двигателя.

6.1 Среднее индикаторное давление цикла для нескругленной диаграммы

 МПа

Принимаем коэффициент полноты индикаторной диаграммы υ=0,93

Тогда

6.2 Индикаторный КПД

6.3 Индикаторный удельный расход топлива

 г/(кВт*ч)

7) Эффективные показатели двигателя

Принимаем предварительно скорость поршня Wп.ср.=10 м/с. Тогда среднее давление механических потерь

 МПа

8) Мощность механических потерь

KI = 1.52

 л/с  15.5 кВт

Расчёт привода будет по крутящему моменту

9) Находим крутящий момент потерь

Ме=9550Ne/n=9550*15,5/5600=26,43 Н*м

Находим крутящий момент электродвигателя

Расчёт ведём по первой передаче 

 Н*м

 кВт

Выбираем двигатель из стандартного ряда при этом округляем в большую сторону. Двигатель 4А280М6У3  Ne=90 кВт   n=1000 об/мин.

       Расчёт приводного вала.

В нашем пользовании  имеется привод колёс с автомобиля BMW 535 1978 года выпуска. Поэтому мы можем рассчитать привод не из условия прочности и жесткости при кручении, а рассчитать крутящий момент который он передает от двигателя на колёса. Характеристики двигателя и передаточное отношение коробки передач редуктора заднего моста нам известны. Mkp=304 H*м

Ukop=3.4

Uмоста=3.6

Н*м

Необходимо сравнить два момента между собой по условию

Мдв<<Мобщ

107,58<<4127

Из условия видно, что данный привод в значительной степени перекрывает диапазон наших требований. По этому рассчитывать привод по условию прочности и жесткости при кручении нет необходимости.

Материал вала – сталь 30. Допускаемый угол закручивания вала принять равным Q= 0.5 град/м.

Изображаем расчетную схему вала в виде его оси с удалёнными шкивом и муфтой, в точках крепления шкива и муфты прикладываем соответствующие моменты. Направления моментов на шкиву и муфте, очевидно, должно быть противоположным. М

Мкр

Тк       

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Детали машин
Тип:
Расчетно-графические работы
Размер файла:
143 Kb
Скачали:
0