МІНІСТЕРСТВО НАУКИ ТА ОСВІТИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНІЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ» Кафедра двз РОЗРАХУНКОВА РоБОТА

«ВИБІР ПАРАМЕТРІВ І ГАЗОДИНАМІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ТУРБОКОМПРЕСОРА ДВИГУНА ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРЯННЯ»

з дисципліни «ГАЗОВА ДИНАМІКА ТА АГРЕГАТИ НАДДУВУ»

Виконав:студент гр. ТМ-40б Самійленко С.О. Перевірив: Осетров О.О.

Харків 2013

Вихідні дані для розрахунку нагнітача та турбіни

Вибрати і здійснити газодинамічні розрахунки ТКР двигуна внутрішнього згоряння з такими вихідними даними:

• дизель 6ЧН12/14;

• призначення – дизель;

• тактність ДВЗ – τ= 4;

• число циліндрів – z=6;

• діаметр циліндра - D = 0,12 м;

• хід поршня - S = 0,14 м;

• ефективна потужність поршневого двигуна – N_e = 190 кВт;

• частота обертання колінчатого вала – n= 2000 хв^-1;

• питома ефективна витрата палива – g_е = 215 г/(кВт·год);

• коефіцієнт надлишку повітря - α = 1.9;

• коефіцієнт наповнення – η_vs= 0.91;

• коефіцієнт продувки – ν = 0;

• втрати тиску в повітряному тракті до компресора - Δp_k= 4000 Па;

• втрати тиску в охоло­джувачі надувного повітря - Δp_охол = 5000 Па;

• тиск навколишнього середовища – Δp₀ = 101300 Па;

• температура навколишнього середовища – Т₀ = 293 К.

• температура повітря після охолоджувача –T_s = 328 К.

Реферат

Пояснювальна записка:26 ст.,1 мал.,1 джерела.

Ключові слова:

КОМПРЕСОР, НАГНІТАЧ, БЕЗЛОПАТНИЙ ДИФУЗОР, ЛОПАТНИЙ ДИФУЗОР, ЗБІРНА ЗАВИТКА, ВИТРАТА ПОВІТРЯ, СТУПІНЬ ПІДВИЩЕННЯ ТИСКУ У КОМПРЕСОРІ, КОЕФІЦІЄНТ ПОЛІТРОПИ, КОЕФІЦІЄНТ АДІАБАТИ.

Для двигуна 6ЧН12/14 був виконаний розрахунок компресора газотурбінного наддуву. Також були визначені геометричні параметри його проточної частини для витрати повітря і ступеня підвищення тиску, для заданого режиму.

В результаті розрахунок компресора газотурбінного наддуву було встановлено, що відносна похибка ступеня підвищення тиску в компресорі не перевищує заданих 3%. Відносна похибка коефіцієнта корисної дії компресора прийнятого на початку розрахунку також не перевищує заданих 3%.

Вступ………………………………………………………………………	5
Вибір та обґрунтування типорозміру нагнітача для ДВЗ……………...	7
Пристрій для входу повітря у компресор………………………………	11
Розрахунки параметрів робочого колеса компресора…………………	14
Безлопатний дифузор…………………………………………………….	17
Лопатний дифузор………………………………………………………..	19
Збірна завитка…………………………………………………………….	23
Параметри стисненого повітря………………………………………….	24
Опис турбокомпресора……..……………………………………………	27
Висновок………………………………………………………………….	28
Список джерел інформації………………………………………………	29

ЗМІСТ

ВСТУП

Одною із характерних рис сучасного двигунобудування є широке використання агрегатів наддуву, які забезпечують високий рівень техніко-економічних показників ДВЗ. У першу чергу це стосується паливної економічності, токсичності відпрацьованих газів, вагових і габаритних характеристик силових установок.

Розробка ефективних агрегатів та систем наддуву базується на наукових основах, що викладаються усіма фундаментальними, загально-інженерними й спеціальними курсами. Разом з іншими дисциплінами “ Газова динаміка та агрегати наддуву” дозволяє конструювати ДВЗ, розробляти системи наддуву, прогнозувати параметри при зміні рівня форсування, вести розрахунки вибраної системи наддуву з застосуванням ЕОМ.

Щоб мати можливість більш ефективно використовувати теплову енергію, конструктори почали використовувати нові матеріали для внутрішніх деталей двигуна для зниження втрат тепла на систему охолодження. Це безперечно зв’язано з постійно зростаючими температурами відпрацьованих газів, в сучасних автомобілях досягають до 1250°С.

Оскільки турбокомпресор використовує частину цієї теплової енергії своєю турбіною, він також повинен витримувати ці зростаючі температури. Тому дослідники запропонували використати керамічний ротор для турбіни.

Переваги керамічного ротора:

• Велика температурна стійкість (понад 1200°С);

• Значно менша вага (всього 10% від ваги металевого ротора);

• Менша інерційність (прискорюється в два рази швидше ніж металічний);

• Можливість зменшення товщини стінок корпуса турбіни та їх маси;

• Можливість модифікації всього корпуса (зменшення габаритів корпуса турбіни);

• Менший коефіцієнт температурного розширення ніж у металічного ротора. Окрім цього, він гірше піддається деформації. Тому відстань між лопатками ротора турбіни і стінкою її корпуса може бути зменшено, що робить турбіну більш ефективною.

Недоліки керамічного ротора: хрупкість матеріалу, нестійкість до дії мікроскопічних частин, ускладнений виробничий контроль якості. Зараз досліджуються варіанти з’єднання металічної осі з керамічним ротором турбіни. Зварювання двох різних матеріалів викликає ряд труднощів. Існують також конструкції вала і ротора, що складаються з однієї керамічної деталі.

Для задоволення постійно зростаючих вимог, які сьогодні пред’являються до автомобільної техніки в області витрат палива, чистоти відпрацьованих газів і рівня шуму, довелося більш критично розглянути питання управління роботою двигуна. Саме тому, а також для регулювання тиску наддува, в управлінні роботою двигуна були використані мікропроцесори. Комп’ютерний контроль регулювання проходить в два етапи.

На першому етапі на основі визначеного числа параметрів, таких як температура охолоджуючої рідини, масла, повітря на впуску і відпрацьованих газів, аналізується стан двигуна, вимірюються також число обертів, розміщення педалі акселератора. Всі ці данні аналізуються комп’ютером і використовуються для визначення ідеального в даних умовах тиску наддува для двигуна.

На другому етапі це значення ідеального тиску передається на виконуючі пристрої, які регулюють тиск в впускній системі. При визначенні цього тиску враховується також критичні умови роботи двигуна, такі як детонація. Тиск наддуву в такому випадку знижується. Коли детонація припиняється тиск наддува знову підвищується до початкового значення.

Цей комп’ютер може також регулювати й інші параметри роботи двигуна. На практиці ця програма складає лише частину програм керуючих роботою двигуна.

Даний двигун призначений для використання як дизель-генератор, знаходиться в закритому приміщенні, тому турбокомпресор можна вибрати з ряду стандартних не ускладнюючи технологію виготовлення, а відповідно не підвищувати ціну турбокомпресора.