Визначення основних параметрів компресора агрегату наддуву

Витрати повітря через компресор G_К, кг/c, які необхідні для наповнення і продувки двигуна, знаходяться згідно відомих умов визначення витрат повітря для згоряння заданої кількості палива і обчислюються за формулою

G_К = g_e N_e L_o α φ _a /3600, (1.1)

де L_o - теоретично необхідна кількість повітря для згоряння 1 кг палива (для палива середнього складу L_o = 14,3 кг/кг);

- коефіцієнт надлишку повітря при згорянні палива (орієнтовно можна вибирати для П_к = 0…1,5, α = 1,4…1,6; для П_к = 1,5…1,8, α = 1,6…1,9; для П_к = 1,8…2,5, α = 1,9…3,0; для П_к = 2,5…4,5, α = 2,2…2,6);

φ _а – коефіцієнт продувки (φ _а = 1,15…1,2, для двотактних - φ _а = 1,4…1,8 1,2…1,25);

α φ _a = a_S – сумарний коефіцієнт надлишку повітря вихлопних газів.

Oб’ємні витрати повітря через компресор, нм³/кг, обчислюються за формулою

Q_К= G_К/r_н ,

- де r_н = 1,28 кг/м³ – питома маса повітря при нормальних умовах.

Іншою важливою характеристикою компресора є ступінь підвищення тиску

П_к = Р_к/Р₀, (1.2)

де Р_к - тиск повітря після компресора, МПа,

Р₀ (Р_н) = 0,102 МПа – тиск навколишнього середовища (повітря).

Для визначення тиску повітря після компресора, використовується два рівняння витрат повітря через двигун. Перше рівняння базується на залежності зміни об’єму проточної частини двигуна в часі, друге – це рівняння (1.1). Об’єднання цих рівнянь дає можливість обчислювати тиск в повітряному ресивері, МПа, за формулою

= 0,4201 (1.3)

де – питома витрата палива, кг/(кВт×год);

- ефективна потужність двигуна, кВт;

T_s = 320 К- температура повітря в наддувному колекторі;

- діаметр циліндра, м;

S - хід поршня, м;

i - кількість циліндрів;

n - частота обертів, хв^-1;

z – коефіцієнт тактності двигуна, який дорівнює 2 для чотиритактного та 1 для двотактного;

- коефіцієнт наповнення циліндра (орієнтовно можна приймати для чотиритактних ДВЗ =0,95, для двотактних -. =0,85.

Тиск повітря після компресора, МПа, обчислюються за формулою

P_K = P_s/(P_s/P_K),

де P_s/P_K = 0,98...0,99 – відносна втрата тиску на шляху від компресора до ресивера.

Далі за формулою (1.2) обчислюється П_к=4,11

P_K =0,0,426

Q_К=5,2 м³/с.

1.3 Обгрунтування вибору турбонагнітача (фірми, типу, серії)

Вибір типорозміру турбокомпресора визначається потрібними витратами повітря двигуна, прийнятою кількістю турбонагнітачів і ступенем підвищення тиску у компресорі, тобто форсуванням двигуна

Тип ТК = f(Q_К, Пк).

На підставі значень Пк та G_К (або Q_К) знаходиться точка у полі витрат (див. рис. 1.1., точка А). Типорозмір турбокомпресора визначається згідно з позначенням тієї фігури (косокутного чотирикутника на рис. 1.1.), у межах якої знаходиться точка. За основу типорозмірів турбокомпресорів, як відомо, обирають діаметр колеса компресора. Визначення типорозміру складається з букв та цифр. Букви ТК означають, що турбокомпресор має осьову турбіну, а букви ТКР означають, що турбіна радіальна. Цифри визначають величину зовнішнього діаметра колеса компресора (D2) у сантиметрах (значення приблизне, ± 6 %). Діаметри коліс турбіни та компресора мають приблизно однаковий розмір. Якщо точка одночасно знаходиться у межах двох фігур, то допустиме застосування обох типорозмірів. Для нашого прикладу це типорозміри ТКР 14 та ТКР 11. При виборі одного варіанта з двох можливих ураховують особливості двигуна, для якого підбирають ТК, а також можливості реалізації обраного типорозміру з найкращими результатами в умовах можливих обмежень. Так, наприклад, для компактних високо обертових двигунів більш доцільно обрати менший з можливих варіантів. Якщо розміри ТК не мають вирішального значення при виборі, є сенс обрати той типорозмір, для якого робоча точка (з координатами розрахованих Q та Пк) лежить як надалі від лівої та правої границь зони. Така умова сприятиме більш простим можливостям дотримуватися у ході виконання розрахунків всіх довідникових вимог та рекомендацій, якими звичайно керуються для забезпечення необхідного рівня ККД та нормальної працездатності конструкції.

Таблиця 1.1 Вибір компресора

Марка двигуна	Потужність двигуна Ne,кВт	Частота обертання колінчатого вала n, хв ^-1	Питома ефективна витрата палива ge, кг/(кВт▪год)
6M32C			0,2007

Для двигуна поданого в таблиці 1.1. обираємо прототип компресора із наведеного нижче графіка. Таблиці 1.2.

Для того щоб вибрати компресор ми напочатку курсової роботи знаходили значення степені збільшення тиску(π_к ) і обємний росход із компресора (Q_к). По знайденим значенням на графіку ставимо точку і визначаємо компресор, в даному випадку, це компрессор марки TCA33.

Технічні характеристики:

Потужність = 5 400 кВт Довжина = 1 735 мм

Частота обертань = 27 800 об/хв. Висота = 895 мм

Вага = 1 400 кг Ширина = 966 мм.

Таблиця 1.2. Залежність тиску від позходу компресора

Рис. 1.4 Турбокомпресор типу ТСА 33

1 – глушник, 2 – лапотки компресора, 3 – несущий корпус, 4 – упорний підшипник, 5 – вмонтована уплотнююча повітряна система, 6 – випускний дифузор, 7 - вибухоутримуючий корпус, 8 – цільце сопла, 9 – площини підшипників, 10 – оболочка компресора

Дата добавления: 2015-09-05