Установки с ДВС. Выбор типа двигателя.

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Энергомашиностроительный факультет

Кафедра ДВС

Курсовой проект по дисциплине:

«Установки с ДВС»

                                                                                    Выполнил:

Студент группы 5031/2

Полоротов Ю.А.

Преподаватель:

Петриченко М.Р.

Санкт-Петербург

2010

Содержание

Введение.

1.  Задание и требование к курсовому проекту, порядок выполнения проекта.
2.  Выбор типа двигателя с определением его массогабаритных показателей и внешней      неуравновешенности.

2.    Определение внешней неуравновешенности.

3.  Расчёт и построение внешней характеристики двигателя.

  3.1. Расчет внешней характеристики.

  3.2. Построение внешней характеристики.

4.  Тепловой баланс двигателя.
5.  Расчёт подвески двигателя.
6.  Расчёт системы охлаждения. Подбор оборудования.

  6.1. Расчет водяного радиатора.

  6.2. Расчет вентилятора.

  6.3. Расчет водяного насоса.

7. Расчёт системы КУТ.
8. Расчет диаметра трубопровода топливной системы.

Приложение 1. Схема установки и схема крепления двигателя к раме.

Приложение 2. Схема топливной системы.

Список литературы

Задание и требование к курсовому проекту, порядок выполнения проекта.

Задано:

• Тип установки – передвижная.
• Мощность и частота вращения – 100 кВт, n=5000 об/мин.
• Тип топлива – лёгкое.
• Тип вторичных энергоресурсов (ВЭР), используемых в установке и достижимый коэффициент использования теплоты –  ОГ, КИТ=0,5.

Требуется: спроектировать установку, включая схему размещения двигателя и агрегатов, подвеску двигателя на опоры, схемы основных систем, включая их расчёты, подобрать основное и вспомогательное оборудование.

Порядок выполнения проекта:

1. Подобрать тип двигателя (по каталогу или по справочнику), установить его массогабаритные показатели, внешнюю неуравновешенность;
2. Построить внешнюю характеристику двигателя, используя формулы Г.В. Мельникова и найти область допустимых режимов;
3. Оценить статьи внешнего теплового баланса и эксергетический кпд двигателя;
4. Выполнить расчёт подвески двигателя: рассчитать внешние неуравновешенные силы и моменты сил, подобрать упругие подвески, размеры рамы (фундамента), разработать крепление двигателя к раме;
5. Выполнить схему установки. Отдельно представить схемы крепления двигателя к раме с указанием размеров;
6. Произвести расчёт системы охлаждения и подобрать оборудование;
7. Произвести расчёт системы КУТ и выполнить её  схему.

Выбор типа двигателя с определением его массогабаритных показателей и внешней неуравновешенности.

Основные параметры прототипа

В качестве двигателя - прототипа передвижной силовой установки выбираем двигатель ROTAX 914 UL DCDI, с характеристиками, представленными в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристики двигателя ROTAX 914 UL DCDI.

Определение внешней неуравновешенности двигателя.

По условию равенства интервалов между вспышками в цилиндрах двигателя угол между кривошипами его коленчатого вала определяется из выражения:. Так как проектируемый двигатель имеет четное число цилиндров и является четырехтактным, то принимаем  равномерно – продольно – симметричную схему заклинки кривошипов  коленчатого вала (РПСС). Это обусловлено стремлением самоуравновесить двигатель по наибольшему числу признаков.

Схема расположения кривошипов коленчатого вала двигателя представлена на Рисунке 1.

Рисунок 1 Схема заклинки кривошипов коленчатого вала и направление действия сил, действующих в КШМ.

Направление вращения вала, если наблюдать двигатель со стороны, противоположной отбору мощности, по часовой стрелке. Порядок работы цилиндров по блоку при выбранной схеме расположения кривошипов вала и известном направлении его вращения определяется по мере проворачивания схемы кривошипов вокруг оси коленчатого вала. При этом вспышки назначаются с приходом кривошипов в  В.М.Т. цилиндров блока.

Назначим следующий порядок работы цилиндров двигателя:

1

180

3

180

4

180

2

180

1

Вспышки в цилиндрах двигателя происходят через равные интервалы (), вследствие чего выходной крутящий момент оказывается равномерным.

Уравновешивание двигателя рассматривается только с учётом воздействия сил инерции возвратно-поступательно движущихся и вращающихся неуравновешенных масс (ПДМ и ВНМ) и продольных моментов этих сил, действующих в плоскостях, проходящих через ось коленчатого вала.

Каждая неуравновешенная вращающаяся масса m_R развивает центробежную силу

P_R = m_R × R × w², радиус-вектор которой направлен по радиусу соответственного кривошипа и вращается вместе с ним вокруг оси коленчатого вала с угловой скоростью  w в плоскости осей цилиндров рассматриваемого отсека двигателя.

Каждая поступательно движущаяся масса развивает действующую вдоль оси соответственного цилиндра силу инерции, которая может быть определена в виде двух составляющих сил инерции первого и второго порядков:

где P_I – силы инерции первого порядка;