Основные сведения о двигателе ЯМЗ – 238 М2

                                   Введение

 

Особое место в единой транспортной системе страны занимает автомобильный  транспорт, ставший организационно и экономический важной самостоятельной  отраслью народного хозяйства.

Значение автомобильного транспорта трудно переоценить, и не только по тому, что без его участия не совершается ни один вид хозяйственной  деятельности, но и потому, что им перевозится более 80% всех народно-хозяйственных  грузов и пассажиров, доставляемых всеми видами транспорта.

Автомобили выполняют либо полностью  весь процесс перевозок грузов и  пассажиров от производителя до потребителя, либо, взаимодействуя с другими видами транспорта, начальную, промежуточную  или конечную фазы.

Автомобильный транспорт – самый  удобный и комфортабельный вид  транспорта.

В настоящее время почти нет  такой отрасли народного хозяйства, которая не была бы теснейшим образом  связана с автомобильным транспортом. Автомобили широко применяются на строительстве, в промышленности и связи, сельском хозяйстве и торговле.

Исключительно велика роль автомобильного транспорта в удовлетворении различных  бытовых и культурных нужд трудящихся.

Дальнейшее повышение роли автомобильного транспорта неразрывно связано с  улучшением качества его работы. Улучшить качество работы автотранспорта –  это прежде всего обеспечить регулярную и бесперебойную работу автомобилей  на линии, своевременную доставку грузов и пассажиров, сохранность перевозимых  грузов и максимальные удобства для  пассажиров.

Качество работы автотранспорта в  большей степени зависит от совершенства конструкции автомобилей и их потенциальных свойств. В этой связи  в курсовом проекте приведены  результаты расчетного анализа показателей  динамичности, топливной экономичности  и долговечности сцепления автомобиля Herald 13/60.

 

 

 

 

 

Основные сведения о двигателе ЯМЗ – 238 М2

 

 

Двигатели ЯМЗ-238М2, а также его  модификации и комплектации соответствуют  экологическим нормативам Евро-0 и  предназначены для установки  на автомобили «Урал», МАЗ, КрАЗ; скрепер  МоАЗ-6014; одноосный тягач МоАЗ-6442; бульдозер ДЗ-240С (ЗАО «Челябинские Строительно-Дорожные Машины»); судовые двигатели и дизель-редукторные агрегаты; кормоуборочные комбайны; путеремонтные машины; моторные платформы; ж/д краны; автомотрисы; шнекороторные снегоочистители; дизель-электростанции и электроагрегаты АД100, ЭД100 мощностью 100 кВт (ОАО «Электроагрегат», Курск); дизель-генераторные установки (ЗАО «Тюмень-судокомплект»); самоходный каток МоАЗ-6442-9890.

 

Основные характеристики

 

Тип двигателя: дизель, размерности D×S=130×140 мм, рабочим объемом 14,86 л, 8-цилиндровый, с V-образным расположением цилиндров, четырехтактный с воспламенением от сжатия, непосредственным впрыском топлива, жидкостным охлаждением.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тепловой расчет двигателя

 

Исходные данные.

Тип двигателя: дизельный, четырехтактный;

Марка двигателя: ЯМЗ-238 М2;

Число цилиндров: 8;

Расположение цилиндров: V-образное;

Частота вращения коленчатого вала n=2100 об/мин;

Степень сжатия ε=15,2;

Эффективная мощность Ne=176 кВт;

 

Коэффициент избытка воздуха α=1,7;

 

Вид топлива - дизельное топливо «Л» ГОСТ 305-82, средний элементарный состав: С = 85,7%, Н = 13,3%, О = 1%;

 

Отношение радиуса кривошипа к  длине шатуна: Rкр/Lш=λ=0,264;

 

Отношение хода поршня к диметру  цилиндра Sn/Dц=140/130.

 

 

Параметры рабочего тела.

 

Определяем теоретически необходимое  количество воздуха

для сгорания 1 кг топлива:

 

 

 

 

 

 

 

Количество свежего заряда:

 

 

 

 

Общее количество продуктов сгорания:

 

 

 

 

Химический коэффициент:

 

Параметры окружающей среды.

 

 Атмосферные условия принимаем следующие:

 

Давление окружающей среды:

 

Температура окружающей среды:

 

Давление и температура остаточных газов:

 

 

 

 

 

Процесс впуска.

 

Принимаем температуру подогрева  свежего заряда t=15 ̊ .

Плотность заряда на впуске:

 

 

 

где  Rв =287 Дж/(кг*град) – удельная газовая постоянная.

 

Принимаем

 

 

Тогда потери давления на впуске в  двигатель:

 

 

 

Давление в конце впуска:

 

 

 

Коэффициент остаточных газов:

 

 

 

 

 

Температура в конце впуска:

 

 

 

 

Коэффициент наполнения:

 

 

 

 

 

 

 

 

Процесс сжатия.

 

Показатель политропы сжатия можно  определить по эмпирической формуле:

 

 

 

Давление в конце сжатия:

 

 

 

Температура в конце сжатия:

 

 

 

Средняя молярная теплоемкость заряда в конце сжатия:

 

 

 

 

Число молей остаточных газов:

 

 

 

Число молей газов в конце  сжатия до сгорания:

 

 

 

 

Процесс сгорания.

 

Средняя молярная теплоемкость при  постоянном давлении для продуктов  сгорания жидкого топлива в дизеле:

 

 

 

 

 

 

 

Число молей газов после сгорания:

 

 

 

Расчетный коэффициент молекулярного  изменения рабочей смеси:

 

 

 

Принимаем степень повышения давления λ=1,85.

 

 

 

 

Температуру в конце сгорания определяют из уравнения сгорания для дизеля:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решаем уравнение относительно Tz и находим Tz =2250 К.

 

 

 

Степень предварительного расширения:

 

 

 

 

 

Процесс расширения.

 

Степень последующего расширения:

 

 

 

С учетом характерных значений показателя политропы расширения для заданных параметров дизеля принимаем n2 =1,17. Тогда

 

 

 

 

 

 

Проверим правильность  ранее  принятой температуры остаточных газов

(Тr принята 930 К):

 

 

 

 

                                                                           (допустимое значение Δ=5%)

 

Индикаторные параметры рабочего цикла двигателя:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принимаем коэффициент полноты  индикаторной диаграммы 

Среднее индикаторное давление цикла  для скругленной индикаторной диаграммы:

 

 

 

Индикаторный КПД:

 

 

 

 

Индикаторный удельный расход топлива:

 

 

 

 

Эффективные показатели двигателя.

 

Принимаем предварительную среднюю  скорость поршня Wп.ср. =8 м/с.

 

Среднее давление механических потерь:

 

 

 

Среднее эффективное давление:

 

 

 

Механический КПД:

 

 

 

Эффективный КПД:

 

 

 

Эффективный удельный расход топлива:

 

 

 

 

 

Основные размеры цилиндра и удельные параметры двигателя.

 

Литраж двигателя:

 

 

 

Рабочий объем цилиндра:

 

 

 

Задается ρ =S/D =1,15. Тогда диаметр цилиндра:

 

 

 

 

Ход поршня:

 

 

 

Площадь поршня:

 

 

 

Средняя скорость поршня:

 

 

 

Эффективный крутящий момент двигателя:

 

 

 

Часовой расход топлива:

 

 

 

Литровая мощность:

 

 

 

Удельная поршневая мощность:

 

 

 

Если принять массу сухого (не заправленного) двигателя Gсух =1380 кг, то литровая масса:

 

 

и удельная масса: