Проект двигателя TD239−EC−6 с разработкой турбокомпрессора

Перечень чертежей:

1. Чертеж общего вида конструкции турбокомпрессора, А1:
   • Окружная скорость колеса компрессора 298 м/с
   • Частота вращения колеса 67000 мин^-1
   • Давление: перед колесом 0,0915 МПа, перед турбиной 0,154 МПа
   • Развиваемая турбиной мощность 12,03 кВт

Указаны требования:

• Величина осевого и радиального люфта не должна быть более 0,3 и 0,4 мм
• Биение поверхностей допускается не более 0,06 мм
• Опрессовка корпуса выполняется под давлением 0,15 МПа
• Пуск турбокомпрессора проводится при давлении масла в системе не менее 290 кПа

2. Графики теплового и динамического расчетов, А1

Дополнительные материалы: прилагается расчетно-пояснительная записка на 50 листах.

В проекте выполнена разработка конструкции шестицилиндрового дизельного двигателя TD239−EC−6 с турбокомпрессором.

Произведен расчет и выбор исходных параметров. В качестве прототипа принят дизельный двигатель TD239-EC-6.

Выполнен тепловой расчет проектируемого двигателя.

Выбрано дизельное топливо экологического класса К5 марки ДТ-Л-К5, сорт С. Рассчитана низшая теплота его сгорания 42,4374 МДж/кг.

Определено общее количество продуктов сгорания дизеля 0,887.

Вычислено давление и температура окружающей среды и остаточных газов: 0,15 МПа и 344,59 К, 0,1125 МПа и 770 К.

Сделано определение параметров в конце процесса впуска, при сжатии, сгорании и расширении.

Приведено определение индикаторных и эффективных параметров рабочего цикла, основных параметров цилиндра и двигателя с расчетом значений:

Выполнено построение индикаторной диаграммы.

Приведен расчет и построение внешней скоростной характеристики.

Рассчитан коэффициент приспособляемости двигателя 1,2. В качестве примера расчет параметров выполнен для значения угловой скорости 115,31 с^-1. Определена мощность 54,44 кВт, крутящий момент 472,84 Н×м, удельный расход топлива 219,66 г/(кВт×ч). Для остальных значений выполнены аналогичные расчеты.

Динамический расчет КШМ выполнен с применением ЭВМ.

Определена площадь поршня 0,00785 м², полная масса шатунной группы 2,355 кг.

Выполнены расчеты: сил инерции вращающихся масс (- 0.096) МПа, суммарных сил, действующих на КШМ, сил, действующих на шейку коленвала. По результатам построены графики.

Сделано построение диаграммы износа шатунной шейки.

Проведен патентно-информационный поиск аналогов заданного типа ДВС. Рассмотрены конструкции двигателей: TD MT, 8060-25, NT133 A, PHAZER 180T. В качестве прототипа принят двигатель TD MT, который применяется на автомобилях Dodge Ram II.

Приведено обоснование и выбор механизмов и систем двигателя.

Дизельный двигатель – четырехтактный, шестицилиндровый, расположенный продольно. Он оснащен турбонаддувом. Расположение цилиндров – рядное. Поршни вращают один общий коленвал. Расположение распределительного вала – верхнее. Применен газораспределительный механизм – SOHC. В конструкции предусмотрено два клапана на цилиндр: впускной и выпускной. Привод распределительного вала в движение выполняется ремнем. Он управляет клапанами кулачками и коромыслами, поворачивающимися на шаровых пальцах. Установлена периодичность замены ремня ГРМ – 60000 км. Система охлаждения обеспечивает быстрый прогрев и поддержание рабочей температуры двигателя. Применена жидкостная система охлаждения, в состав которой включен радиатор, вентилятор, насос, расширительный бочок, термостат, водяная рубашка в блоке цилиндров и головке блока цилиндров. Система питания агрегата имеет принудительное воспламенение. В ней выполняется приготовление топливно-воздушной смеси и ее подача к цилиндрам двигателя. Посредством системы пуска двигателя выполняется быстрый запуск двигателя за счет сообщения коленвалу скорости, которая обеспечивает нормальное протекание рабочего процесса. Она включает аккумуляторную батарею, зажигание и стартер. Система смазки комбинированная: под давлением и разбрызгиванием.

Выполнен расчет турбокомпрессора.

Турбокомпрессор является устройством, использующим отработавшие газы для увеличения давления внутри камеры сгорания.

Определен массовый расход воздуха через двигатель 0,18 кг/с, объёмный расход воздуха через компрессор 0,151 нм³/с, степень повышения давления 1,79, окружная скорость на наружном диаметре колеса компрессора 298 м/с, частота вращения колеса 67000 мин^-1, диаметр рабочего колеса на входе 52,9 мм, втулки колеса 27,5 мм, высота лопаток 5,7 мм, ширина колеса 0,388 мм, наружный диаметр безлопаточного диффузора 97 мм. Рассчитана мощность, затрачиваемая на привод компрессора 14,07 кВт.

В ходе расчета турбины определены аналогичные параметры. Вычислен общий КПД турбины 0,65, турбокомпрессора 0,429. Развиваемая турбиной мощность составляет 12,03 кВт.

Составлена техническая характеристика двигателя.

В работе спроектирован шестицилиндровый дизельный двигатель TD239−EC−6 мощностью 127 кВт, с разработкой конструкции турбокомпрессора.

Спецификация – 2 листа

В программе: Компас 3D v