Построение диаграммы время-сечение.

2.1.1 По данным приложения [2] строим развёртку втулки в масштабе М= ,приняв за прототип втулку двигателя фирмы MAN K9Z 70/120, тогда отношение высот и ширины окон:

1,03; 1,11;

Поправка Брикса в масштабе чертежа:

OO₁= ;

где R=S/2=1.57/2=0.785 м,-радиус кривошипа;

,-отношение радиуса кривошипа к длине шатуна;

2.1.2 Масштаб площадей диаграммы:

m_f=0,02 м²/см;

m_t= 0,0136 с/см;

2.1.3 С поперечного сечения втулки находим cos(a),sin(b) для каждой группы окон:

-выпускные окна:

cos(a)= ;

;

-продувочные наклонные окна:

cos(a)= ;

;

-прямые продувочные окна:

cos(a)= ;

;

2.1.4 Находим множитель для каждой группы окон, на который нужно помножит значения площадей, снятых с развёртки окон, чтобы получить действительные проходные сечения:

-выпускные окна:

cos(a)sin(b)*

-продувочные наклонные окна:

cos(a)sin(b)*

-прямые продувочные окна:

cos(a)sin(b)*

Таблица 3

Угол j	Выпускные окна	Продувочные окна
наклонные	прямые
f0	fв	f0^п	fп1	f0^п	fп2	fSп
^0пвк	см^2	см^2	см^2	см^2	см^2	см^2	см^2
62	0	0
57	19,8	429,66
	53	32,4	703,08
	50	43,2	937,44
	42	54,0	1172	0	0	0	0	0
40			0,6	12,8	2,4	43,2	56
36			4,02	81,6	5,4	109,6	191,2
30			14,7	298	10,2	183,6	481,4
20			30,3	615,1	16,8	302,4	917,5
10			48,9	992,7	21,6	388,8	1381
0			48,9	992,7	22,8	410,4	1403

Строим диаграмму “ время-сечение”

Определяем конструктивные характеристики газообмена:

Таблица 4

	Выпускные окна	Продувочные окна
Относительная высота	yb=0,22	yd=0,12
Угол открытия до НМТ	jb=62^0пкв	jd=42^0пкв
Угол закрытия до ВМТ	ja=62^0 пкв	je=42^0пкв

2.1.5. Определение показателей газообмена за период принудительного выпуска и продувки.

P_нп=P_s=0.295 МПа;

g_нп=0,65=коэффициент остаточных газов к началу продувки;

y_нп=y_d=0,12 –относительный ход поршня по началу продувки;

Температура в цилиндре в начале продувки:

710 К;

где G_нп=g_нпG_В=0,65*1,61=1,04 кг-количество оставшееся в цилиндре к началу продувки,

G_В=G_З=1.61 кг –заряд воздуха, оставшийся в цилиндре к моменту начала сжатия.

R=287 кДж/(кг*К);

j_а=1,5 –коэффициент продувки.

2.1.5 Определяем перепад давления на продувку:

где А₃^эф=А₃mвп=0,0097*0,6=0,00776 м²/с;

mвп=0,6 –коэффициент истечения продувочных окон,

А₃=F₃m_fm_t=0,02*0,0136*35530*10^-4=0,0097 м²*с;

F₃=35530 см²-площадь, снятая с диаграммы;

G_S=G_Bj_a=1,61*1,5=2,42 -расход воздуха на цилиндр за цикл, кг;

Из графиков ([1] рис.6) определяем:

;

Среднее давление в цилиндре за период газообмена:

0,267 МПа;

Перепад давлений в продувочных окнах:

DP_ВП=Р_S-Р_Ц=0.295-0.267 МПа;

2.1.6 Определение потери давления DР_ВЫП в выпускных органах и давления в выпускном трубопроводе Р_Г в процессе принудительного выпуска.

;

где А₂^эф=А₂*m_вып=0,75*0,0133=0,0998²с-эффективное время-сечение продувки,

m_вып=0,75 –коэффициент истечения продувочных окон,

А₂= F₂m_fm_t=0,02*0,0136*48800*10^-4 =0.0133 м²с-время-сечения выпуска;

F₂=48800см² –площадь, снятая с диаграммы;

К;

Из графиков ([1] рис.6) определяем:

;

Среднее давление за выпускными окнами:

Р_Г=Р_ц*0,97=0,267*0,97=0,259МПа;

Перепад давлений в выхлопных окнах:

DР_вых=Р_ц-Р_Г=0,267-0,259=0,008 МПа;

Общий перепад давления за продувку:

DР_п=Р_S-Р_Г=0,295-0,259=0,036 МПа;

2.1.7 Проверка соблюдения условия Р_d=P_S.

По диаграмме время-сечение определяем:

F₁=8400 см²;

Определяем время-сечение:

А₁= F₁m_fm_t=0,02*0,0136*8400*10^-4 =0.0027 м²с,

Определяем эффективное время сечение:

А^эф₁=А₁*m_С.В=0,7*0.0027=0,00159 м²с;

где m_С.В =0,7-коэффициент расхода выпускных органов в период свободного выпуска.

Давление газов к моменту открытия продувочных окон:

= 0,293 МПа;

V_СР= 0,68м³;

Проверка достаточности время сечение:

%=0,66%-следовательно заброса газов не будет,расчёт верен.

3. РАСЧЁТ СИСТЕМЫ НАДДУВА.

3.1 Схема системы наддува и её описание:

В дизеле типа MAN KSZ-В применена система газотурбинного изобарного надду­ва с одноступенчатым сжатием.

На режимах работы двигателя Ne>=0,5N_еном осуществля­ется газотурбинный наддув. Газы из цилиндра через выпуск­ные окна поступают в выпускной коллектор большого объема, а оттуда к турбине, работающей на газах постоянного пото­ка. Воздух подается турбокомпрессором К из атмосферы че­рез фильтр- глушитель и сжимается до параметров Pк и Тк, после чего охлаждается в воздухоохладителе ВО и поступает в общий ресивер с параметрами Ps и Ts, а оттуда через впускные окна в рабочий цилиндр двигателя.

На режимах Ne<0,5N_еном и при пуске двигателя преду­сматривается использование дополнительного компрессора ДК с электроприводом в качестве первой ступени повышения давления.

Эксплуатационная характеристика системы наддува.

Условия построения характеристики газотурбинного наддува вытекают из равенства расхода воздуха через двигатель и компрессоры Gs=åGк и давлений Pк/Po@Ps/Po [1, с. 123].

Потерей давления в воздухоохладителе D Pвo=Pк-Ps при построении типовой характеристики наддува пренебрегаем.

Из записанных равенств следует, что в области режимов Ne>=0,5N_еном рабочая линия компрессора Pк/Po=f(Gк) сов­падает с расходной характеристикой двигателя Ps/Po= f(Gs).

Однако на режимах малых ходов (Ne<0,5Neном) вслед­ствие относительно больших потерь энергии выпускных газов мощности турбины недостаточно для эффективной продувки итребуется подключение дополнительного компрессора в каче­стве первой ступени. На характеристике обозначено: dbk ­рабочая линия дополнительного компрессора; аЬ -повыше­ние давления в дополнительном компрессоре, Р_ДК/Р₀; Ьс -повышение давление в турбокомпрессоре Рк/Рд.к; ас -общая степень повышения давления Ps/Po= (Рд.к+DРк)/Ро.

По мере увеличения нагрузки дизеля величина p_к повыша­ется, а p_дк. понижается. С момента Ne=0,5Ne_ном (точка k) турбина (при PT=const) полностью обеспечивает потребную мощность компрессора в соответствии с гидравлической ха­рактеристикой двигателя, т. е. pдк= I, а p_кобщ=pк.

Пусковой режим (точка d) обеспечивается воздухом от дополнительного компрессора, подаваемым на вход турбокомпрессора, способствуя тем самым его разгону. При этом pк = I, а pк.общ=pд.к.

Таким образом, до точки k имеем последовательный комбинированный наддув, после точки k -газотурбинный. Ли­ния 2 -граница помпажа компрессора. На всех эксплуата­ционных режимах рабочая линия компрессора располагается в устойчивой области.

Дата добавления: 2015-07-08