2.3 Динамический расчет двигателя

В рамках курсовой работы, исходя из значений момента инерции маховика двигателя, определим массу маховика m_м (кг), его диаметр и по прототипу выберем порядок работы цилиндров.

Масса маховика [8]:

, (2.53)

где J_м – момент инерции маховика двигателя, кгм². Для дизельных двигателей J_м изменяется преимущественно в пределах 0,8…0,9 кгм² [1]. Принимаем J_м = 0,85 кгм²;

D_ср – средний диаметр маховика, м.

Значение среднего диаметра маховика D_ср (м) в приближенных расчетах можно определить по формуле

D_ср = k S, (2.54)

где S – ход поршня, м.

Значение коэффициента k составляет 2…3. Для расчетов в курсовой работе рекомендуется принимать ближе к верхней границе, т. е. k ≈ 3 [1]. Тогда:

D_ср = 3·0,115= 0,345 м.

Внешний диаметр маховика D_м должен быть больше D_ср и выбирается из конструктивных соображений (размещение муфты сцепления, стартерного венца, наличия места). У тракторных двигателей наружные диаметры маховиков варьируются в пределах 0,35…0,5 м [10]. Принимаем D_м = 0,45 м.

Проверяем маховик по условию прочности, исходя из допустимой окружной скорости V_м (м/с).

, (2.55)

где n – максимальные обороты двигателя, мин^-1. Для расчета максимальных оборотов двигателя умножаем номинальные обороты n_н на 1,05 для дизелей; n = 1,05·2000 = 2100 мин^-1.

Данное значение не превышает максимально допустимую окружную скорость для чугунных маховиков 70 м/с [1].

По прототипу выбираем порядок работы цилиндров рассчитываемого двигателя 1–5–3–6–2–4 (приложение З) [1].

2.4 Итоговые результаты расчетов двигателя

Результаты расчетов параметров двигателя сводим в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Основные параметры рассчитанного двигателя

Параметр	Обозна-чения	Единица измерения		Рассчитанное значение
1 Тип двигателя, число и расположение цилиндров	–	–		дизельный, 6L
2 Номинальная (максимальная) мощность двигателя	Nен	кВт		90,1
3 Частота вращения коленчатого вала при Nен	nн	мин-1		2000
4 Степень сжатия	ε	–	17
5 Среднее эффективное давление при nн	ре	МПа	1,01
6 Среднее давление механических потерь при nн	рм	МПа	0,19
7 Эффективный КПД двигателя	ηе	–	0,41
8 Удельный эффективный расход топлива при Nен	gен	г/(кВт·ч)	205,8
9 Часовой расход топлива при Nен	GTн	кг/ч	18,6
10 Литраж двигателя	Vл	л	5,4
11 Ход поршня	S	мм	100
12 Диаметр цилиндра	D	мм	115
13 Масса маховика	тм	кг	28,6
14 Диаметр маховика	Dм	мм	0,45
15 Порядок работы цилиндров	–	–	1-5-3-6-2-4
16 Удельная литровая мощность	Nл	кВт/л	16,7
17 Удельная поршневая мощность	Nп	кВт/дм2	19,0
18 Удельная масса двигателя по литражу	mл	кг/л	120
19 Удельная масса по мощности	mN	кг/кВт	7,21

Параметры, полученные по результатам расчетов и представленные в таблице 2.2, соответствуют их значениям у современных двигателей и прототипа (приложения З, И) [1].