Описание двигателя прототипа

Описание двигателя прототипа

Двигатель Junkers HK-65 (1Д6,5/(9+12)) –двухтактный,1-цилиндровый с прямоточно-щелевой продувкой. .Верхний поршень дизеля обеспечивает открытие и закрытие продувочных окон и передаёт усилие от давления газов через траверзу и два длинных боковых шатуна на крайние кривошипы коленчатого вала.

Нижний поршень управляет выпускными окнами и передаёт усилие от давления газов на среднее колено вала.Картер двигателя и внутренняя полость блока используется как ресивер продувочного воздуха,подаваемого продувочным насосом с поршенм ,жёстко закреплённым на верхнем рабочем поршне двигателя.Продувочный насос снабжён всасывающими и нагнетательными клапанами.

Подача топлива осуществляется самотёком из расходного бака.Топливо,пройдя фильтр,поступает во всасывающую полость топливного насоса высокого давления (золотникового типа с косой кромкой на плунжере с регулировкой по концу подачи).Плунжер топливного насоса приводится в движение с помощью качающегося рычага с роликом от кулачной шайбы,установленной на кормовом конце коленчатого вала.С помощью специальной рукоятки приводной качающийся рычаг может подниматься,что позволяет отключать подачу топлива и останавливать двигатель.От насоса высокого давления топливо через нагнетательный клапан поступает под давлением до 60 Мпа к форсунке с пересекающимися струями,установленной непосредственно в камеру сгорания двигателя.Изменение подачи топлива на цикл и частоты вращения производится с помощью ручной отсечки,воздействующей одновременно и на плунжер и на пружину регулятора числа оборотов.

Подача масла осуществляется шестеренчатым масляным насосом,приводимым в движение от коленчатого вала двигателя.На валу двигателя установлен маховик.Двигатель охлаждается забортной водой,подаваемой в нижнюю полость зарубашечного пространство цилиндра,с отводом в верхней части блока.Запускается двигатель вручную

Продольный и поперечные разрезы дизеля

Рис.1 Поперечный разрез двигателя

Рис.2 Продольный разрез двигателя

Исходные данные

D= мм
S= мм
n= мин^-1
ε= 13.4  
λнп= 0.266  
Pг= 0.104  
Pa= 0.128 МПа
Ta= 407.995 K
Tb= 1213.377 K
Pb= 0.394 МПа
Pk= 0.128 МПа
Tk= 334.749 К
α= 1.6  
n2= 1.236  
φk= 0.094  
φa= 0.14  
Pг= 0.104 МПа
b=  
λвп= 0.0865 МПа
φоп мм
φз мм


Исходные данные для расчёта время-сечений

Расстояние от оси КВ:

До верхней кромки выпускного прямоугольного окна 0,262 м

До нижней кромки впускного прямоугольного окна 0,447 м

До середины впускного окна 0,4525 м

Площадь впускного круглого окна 0,0001674 м2

Ширина впускного прямоугольного окна 0,013 м

Ширина выпускного прямоугольного окна 0,017 м

Высота выпускного прямоугольного окна 0,0125 м

Количество окон:

Впускные прямоугольные 2

Впускные круглые 4

Выпускные прямоугольные 5

Время-сечения впускных окон

Рис.6 Полости впускных окон

Время-сечения впускных прямоугольных окон

Количество окон 2

Ширина окна(L) 0,013 м

Расстояние от оси КВ до нижней кромки впускного прямоугольного окна (Н) 0,447 м

Время-сечения впускных прямоугольных окон:

Fвпуск прям(φ)=h*L*2 ,м2

Где:

h-высота открытия впускного окна

h=0,если Sнижн<=H

h=Sверх-H,если Sверх>H

где:

Sверхн-перемещение кромки верхнего поршня от оси КВ

Результаты расчётов приведены в таблице 2 и показаны на рисунке 6

Таблица 2.Время-сечение прямоугольных впускных окон

φ,град Fвпуск прям,м^2 φ,град Fвпуск прям,м^2 φ,град Fвпуск прям,м^2
0.00 0.00 30.00 0.00 60.00 0.00
1.00 0.00 31.00 0.00 61.00 0.00
2.00 0.00 32.00 0.00 62.00 0.00
3.00 0.00 33.00 0.00 63.00 0.00
4.00 0.00 34.00 0.00 64.00 0.00
5.00 0.00 35.00 0.00 65.00 0.00
6.00 0.00 36.00 0.00 66.00 0.00
7.00 0.00 37.00 0.00 67.00 0.00
8.00 0.00 38.00 0.00 68.00 0.00
9.00 0.00 39.00 0.00 69.00 0.00
10.00 0.00 40.00 0.00 70.00 0.00
11.00 0.00 41.00 0.00 71.00 0.00
12.00 0.00 42.00 0.00 72.00 0.00
13.00 0.00 43.00 0.00 73.00 0.00
14.00 0.00 44.00 0.00 74.00 0.00
15.00 0.00 45.00 0.00 75.00 0.00
16.00 0.00 46.00 0.00 76.00 0.00
17.00 0.00 47.00 0.00 77.00 0.00
18.00 0.00 48.00 0.00 78.00 0.00
19.00 0.00 49.00 0.00 79.00 0.00
20.00 0.00 50.00 0.00 80.00 0.00
21.00 0.00 51.00 0.00 81.00 0.00
22.00 0.00 52.00 0.00 82.00 0.00
23.00 0.00 53.00 0.00 83.00 0.00
24.00 0.00 54.00 0.00 84.00 0.00
25.00 0.00 55.00 0.00 85.00 0.00
26.00 0.00 56.00 0.00 86.00 0.00
27.00 0.00 57.00 0.00 87.00 0.00
28.00 0.00 58.00 0.00 88.00 0.00
29.00 0.00 59.00 0.00 89.00 0.00
90.00 0.00 120.00 0.00 150.00 0,000072
91.00 0.00 121.00 0.00 151.00 0,000087
92.00 0.00 122.00 0.00 152.00 0,000101
93.00 0.00 123.00 0.00 153.00 0,000114
94.00 0.00 124.00 0.00 154.00 0,000128
95.00 0.00 125.00 0.00 155.00 0,000141
96.00 0.00 126.00 0.00 156.00 0,000154
97.00 0.00 127.00 0.00 157.00 0,000167
98.00 0.00 128.00 0.00 158.00 0,000180
99.00 0.00 129.00 0.00 159.00 0,000192
100.00 0.00 130.00 0.00 160.00 0,000204
101.00 0.00 131.00 0.00 161.00 0,000215
102.00 0.00 132.00 0.00 162.00 0,000227
103.00 0.00 133.00 0.00 163.00 0,000238
104.00 0.00 134.00 0.00 164.00 0,000248
105.00 0.00 135.00 0.00 165.00 0,000259
106.00 0.00 136.00 0.00 166.00 0,000269
107.00 0.00 137.00 0.00 167.00 0,000279
108.00 0.00 138.00 0.00 168.00 0,000288
109.00 0.00 139.00 0.00 169.00 0,000297
110.00 0.00 140.00 0.00 170.00 0,000306
111.00 0.00 141.00 0.00 171.00 0,000314
112.00 0.00 142.00 0.00 172.00 0,000323
113.00 0.00 143.00 0.00 173.00 0,000330
114.00 0.00 144.00 0.00 174.00 0,000338
115.00 0.00 145.00 0.00 175.00 0,000345
116.00 0.00 146.00 0,000012 176.00 0,000352
117.00 0.00 147.00 0,000028 177.00 0,000359
118.00 0.00 148.00 0,000043 178.00 0,000365
119.00 0.00 149.00 0,000058 179.00 0,000371
180.00 0,000376 210.00 0,000376 240.00 0,000072
181.00 0,000381 211.00 0,000371 241.00 0,000058
182.00 0,000386 212.00 0,000365 242.00 0,000043
183.00 0,000390 213.00 0,000359 243.00 0,000028
184.00 0,000394 214.00 0,000352 244.00 0,000012
185.00 0,000398 215.00 0,000345 245.00 0.00
186.00 0,000402 216.00 0,000338 246.00 0.00
187.00 0,000405 217.00 0,000330 247.00 0.00
188.00 0,000407 218.00 0,000323 248.00 0.00
189.00 0,000410 219.00 0,000314 249.00 0.00
190.00 0,000412 220.00 0,000306 250.00 0.00
191.00 0,000413 221.00 0,000297 251.00 0.00
192.00 0,000414 222.00 0,000288 252.00 0.00
193.00 0,000415 223.00 0,000279 253.00 0.00
194.00 0,000416 224.00 0,000269 254.00 0.00
195.00 0,000416 225.00 0,000259 255.00 0.00
196.00 0,000416 226.00 0,000248 256.00 0.00
197.00 0,000415 227.00 0,000238 257.00 0.00
198.00 0,000414 228.00 0,000227 258.00 0.00
199.00 0,000413 229.00 0,000215 259.00 0.00
200.00 0,000412 230.00 0,000204 260.00 0.00
201.00 0,000410 231.00 0,000192 261.00 0.00
202.00 0,000407 232.00 0,000180 262.00 0.00
203.00 0,000405 233.00 0,000167 263.00 0.00
204.00 0,000402 234.00 0,000154 264.00 0.00
205.00 0,000398 235.00 0,000141 265.00 0.00
206.00 0,000394 236.00 0,000128 266.00 0.00
207.00 0,000390 237.00 0,000114 267.00 0.00
208.00 0,000386 238.00 0,000101 268.00 0.00
209.00 0,000381 239.00 0,000087 269.00 0.00
270.00 0.00 300.00 0.00 330.00 0.00
271.00 0.00 301.00 0.00 331.00 0.00
272.00 0.00 302.00 0.00 332.00 0.00
273.00 0.00 303.00 0.00 333.00 0.00
274.00 0.00 304.00 0.00 334.00 0.00
275.00 0.00 305.00 0.00 335.00 0.00
276.00 0.00 306.00 0.00 336.00 0.00
277.00 0.00 307.00 0.00 337.00 0.00
278.00 0.00 308.00 0.00 338.00 0.00
279.00 0.00 309.00 0.00 339.00 0.00
280.00 0.00 310.00 0.00 340.00 0.00
281.00 0.00 311.00 0.00 341.00 0.00
282.00 0.00 312.00 0.00 342.00 0.00
283.00 0.00 313.00 0.00 343.00 0.00
284.00 0.00 314.00 0.00 344.00 0.00
285.00 0.00 315.00 0.00 345.00 0.00
286.00 0.00 316.00 0.00 346.00 0.00
287.00 0.00 317.00 0.00 347.00 0.00
288.00 0.00 318.00 0.00 348.00 0.00
289.00 0.00 319.00 0.00 349.00 0.00
290.00 0.00 320.00 0.00 350.00 0.00
291.00 0.00 321.00 0.00 351.00 0.00
292.00 0.00 322.00 0.00 352.00 0.00
293.00 0.00 323.00 0.00 353.00 0.00
294.00 0.00 324.00 0.00 354.00 0.00
295.00 0.00 325.00 0.00 355.00 0.00
296.00 0.00 326.00 0.00 356.00 0.00
297.00 0.00 327.00 0.00 357.00 0.00
298.00 0.00 328.00 0.00 358.00 0.00
299.00 0.00 329.00 0.00 359.00 0.00


Рис.7 Время-сечения прямоугольных впускных окон

Время-сечения впускных круглых окон

Количество окон 4

Растояние от оси КВ до центра окна (Н) 0,4525 м

Минимальное проходное сечение окна (S) 0,0001674

Принятый радиус окна (R):

Расстояние от центра окна до кромки открывающей окно:

h=R,если Sверх<=(H+R)

h=(H-Sверх),если (H-R)<Sверх<H

h=(Sверх-H),если H<=Sверх<(H+R)

h=R,если (H+R)<=Sверх

Время-сечения впускного круглого окна:

,если Sверх<H

,если Sверх>=H

Время-сечения впускных круглых окон:

Fвпуск круг(φ)=F1*4 ,м2

Результаты расчётов приведены в таблице 3 и показаны на рисунке 8

Таблица 3.Время-сечения впускных круглых окон

φ град Fвпуск круг м2 φ град Fвпуск круг м2 φ град Fвпуск круг м2
0,000179
0,000210
0,000240
0,000271
0,000301
0,000331
0,000360
0,000389
0,000416
0,000443
0,000469
0,000493
0,000516
0,000538
0,000558
0,000577
0,000595
0,000611
0,000625
0,000638
0,000649
0,000658
0,000665
0,000006 0,000669
0,000022 0,000670
0,000043 0,000670
0,000066 0,000670
0,000093 0,000670
0,000121 0,000670
0,000150 0,000670
0,000670 0,000670 0,000179
0,000670 0,000670 0,000150
0,000670 0,000670 0,000121
0,000670 0,000670 0,000093
0,000670 0,000670 0,000066
0,000670 0,000670 0,000043
0,000670 0,000670 0,000022
0,000670 0,000669 0,000006
0,000670 0,000665
0,000670 0,000658
0,000670 0,000649
0,000670 0,000638
0,000670 0,000625
0,000670 0,000611
0,000670 0,000595
0,000670 0,000577
0,000670 0,000558
0,000670 0,000538
0,000670 0,000516
0,000670 0,000493
0,000670 0,000469
0,000670 0,000443
0,000670 0,000416
0,000670 0,000389
0,000670 0,000360
0,000670 0,000331
0,000670 0,000301
0,000670 0,000271
0,000670 0,000240
0,000670 0,000210

Рис 8.График время-сечения впускных круглых окон

Время-сечения впускных окон:

Fвпуск(φ)=Fвпуск прям(φ)+Fвпуск круг(φ),м2

Результаты расчётов приведены в таблице 4 и показаны на рисунке 9

Таблица 4.Время-сечения впускных окон

φград Fвпуск м2 φград Fвпуск м2 φград Fвпуск м2
0,000252
0,000296
0,000341
0,000385
0,000429
0,000472
0,000515
0,000556
0,000596
0,000635
0,000672
0,000708
0,000743
0,000776
0,000807
0,000836
0,000864
0,000889
0,000913
0,000935
0,000955
0,000972
0,000987
0,000006 0,001000
0,000022 0,001008
0,000043 0,001015
0,000079 0,001022
0,000120 0,001028
0,000163 0,001034
0,000207 0,001040
0,001046 0,001046 0,000252
0,001051 0,001040 0,000207
0,001055 0,001034 0,000163
0,001060 0,001028 0,000120
0,001064 0,001022 0,000079
0,001068 0,001015 0,000043
0,001071 0,001008 0,000022
0,001074 0,001000 0,000006
0,001077 0,000987
0,001079 0,000972
0,001081 0,000955
0,001083 0,000935
0,001084 0,000913
0,001085 0,000889
0,001085 0,000864
0,001086 0,000836
0,001085 0,000807
0,001085 0,000776
0,001084 0,000743
0,001083 0,000708
0,001081 0,000672
0,001079 0,000635
0,001077 0,000596
0,001074 0,000556
0,001071 0,000515
0,001068 0,000472
0,001064 0,000429
0,001060 0,000385
0,001055 0,000341
0,001051 0,000296

Рис 9.График время-сечения впускных окон

Расчёт продувки

Функция истечения:

Масса воздуха,поступающего в цилиндр:

Теоретически необходимое “Время-сечение” продувки:

Средняя условная скорость продувки по параметрам в ресивере:

7.Расчёт процесса принуждённого выпуска

Средняя температура газов в цилиндре при прямоточной продувке при послойном вытеснении отработавших газов:

Масса смеси,покидающей цилиндр:

Функция истечения:

Теоретически необходимое “Время-сечение”:

Средняя условная скорость принуждённого выпуска по параметрам в цилиндре:

м/c

Таблица 5.Продувка

P ψв ψп μп μв
0.104 0.191697 0.417407467
0.108 0.093841 0.178808 0.447494001 0.5146497
0.112 0.127665 0.16328 0.4900518409 0.3782988
0.116 0.150608 0.144253 0.554687434 0.3206697
0.12 0.167718 0.120069 0.6664145349 0.2879555
0.124 0.181049 0.086491 0.9251290736 0.2667532
0.128 0.191697 0.2519369

Рис.11.Диаграмма продувки

Список использованной литературы

1) Столяров С.П. "Расчет процессов газообмена в судовых дизелях". методические указания по курсовому проектированию. СПбГМТУ. 1993.

2) Двигатели внутреннего сгорания: (альбом чертежей) / Дьяконов М.Г. 1946.

3) Румб В.К., Медведев В.В. "Прочность судового оборудования". Ч.1. Конструирование и расчеты прочности судовых двигателей внутреннего сгорания: учебник. СПбГМТУ. - СПб., 2006. - 536 с.

4) Чурбанов Б.М. Расчет органов газообмена двухтактных дизелей. Л.: Машиностроение, 1972.

5) Гордеев П. А. Испытания двигателя 1Д 6,5/(9+12) (1 HK-65) по внешней,винтовой и нагрузочной характеристикой. Методические указания к лабораторным работам. Изд. ЛКИ 1984.15 стр.

6) Брамсон Л.В.,Игумцов Г.С.Маломощные двухтактные двигатели дизеля.ОНТИ НКПТ СССР 1936

Описание двигателя прототипа

Двигатель Junkers HK-65 (1Д6,5/(9+12)) –двухтактный,1-цилиндровый с прямоточно-щелевой продувкой. .Верхний поршень дизеля обеспечивает открытие и закрытие продувочных окон и передаёт усилие от давления газов через траверзу и два длинных боковых шатуна на крайние кривошипы коленчатого вала.

Нижний поршень управляет выпускными окнами и передаёт усилие от давления газов на среднее колено вала.Картер двигателя и внутренняя полость блока используется как ресивер продувочного воздуха,подаваемого продувочным насосом с поршенм ,жёстко закреплённым на верхнем рабочем поршне двигателя.Продувочный насос снабжён всасывающими и нагнетательными клапанами.

Подача топлива осуществляется самотёком из расходного бака.Топливо,пройдя фильтр,поступает во всасывающую полость топливного насоса высокого давления (золотникового типа с косой кромкой на плунжере с регулировкой по концу подачи).Плунжер топливного насоса приводится в движение с помощью качающегося рычага с роликом от кулачной шайбы,установленной на кормовом конце коленчатого вала.С помощью специальной рукоятки приводной качающийся рычаг может подниматься,что позволяет отключать подачу топлива и останавливать двигатель.От насоса высокого давления топливо через нагнетательный клапан поступает под давлением до 60 Мпа к форсунке с пересекающимися струями,установленной непосредственно в камеру сгорания двигателя.Изменение подачи топлива на цикл и частоты вращения производится с помощью ручной отсечки,воздействующей одновременно и на плунжер и на пружину регулятора числа оборотов.

Подача масла осуществляется шестеренчатым масляным насосом,приводимым в движение от коленчатого вала двигателя.На валу двигателя установлен маховик.Двигатель охлаждается забортной водой,подаваемой в нижнюю полость зарубашечного пространство цилиндра,с отводом в верхней части блока.Запускается двигатель вручную

Наши рекомендации