Расчеты, связанные с транспортом в лесном хозяйстве
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Ульяновский государственный университет
Институт медицины, экологии и физической культуры
Экологический факультет
Кафедра лесного хозяйства
Курсовой проект
по дисциплине Машины и механизмы в лесном хозяйстве
Расчеты, связанные с транспортом в лесном хозяйстве
Ульяновск 2008
Работа 1
Содержание работы
1.Усвоить основные понятия, характеризующие работу двигателя
2.Рассчитать основные параметры, определяющие техническую
характеристику двигателя
3.Составить отчет о выполненной работе
Указания к работе
Уяснить понятия индикаторной, эффективной и литровой мощности двигателя, удельного индикаторного и эффективного расхода топлива.
Таблица 1 - Исходные данные
Показатели | Значения | Ед. измерения | |
Диаметр поршня | 100 | мм | |
Ход поршня | 110 | мм | |
Число цилиндров | 6 | шт. | |
Угловая скорость | 400 | рад/с | |
Тактность | 2 | об | |
Индикаторное давление | 1050 | кПа | |
КПД | 0,8 | - | |
Расход топлива | 0,003 | кг/с |
Решение
В результате рабочего цикла часть тепловой энергии, выделяющейся при сгорании топлива превращается в механическую. Сила давления газов, действующая на поршень, передается через шатун на кривошип, создавая на коленчатом валу двигателя крутящий момент.
Мощность двигателя зависит от степени использования тепла, которое выделяется при горении топлива в цилиндре. В полезную работу превращается только 30-40 % выделившегося тепла, остальное тепло уходит с отработанными газами, отводится от нагретых деталей двигателя посредством систем охлаждения и смазки, и теряется.
Различают индикаторную и эффективную мощности. Индикаторной называют мощность, которая развивается внутри цилиндра двигателя. Индикаторную мощность можно определить по формуле:
Ni = Pi ? Vh ? i ? n, кВт,
?
Ni = 1,05 ? 0,86 ? 6 ? 64 = 173кВт
2
где Pi - среднее индикаторное давление, МПа;
Pi= 1050кПа = 1,05 МПа
i - число цилиндров двигателя;
i = 6 шт
n - частота вращения коленчатого вала двигателя, об/с;
n=? / (2 ? ?) = 400 / (2 ? 3, 14) = 64об/с
? - тактность двигателя, об/цикл.
? = 2 об/цикл.
Среднее индикаторное давление четырехтактных и двухтактных дизельных двигателей составляет 0,6-1,1 МПа (6-11 кг/см?).
Тактность двигателя - это число, показывающее, за сколько оборотов коленчатого вала совершается рабочий цикл. Для четырехтактных двигателей ? = 2, для двухтактных - ? = 1.
Объем, освобождаемый поршнем при перемещении от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней (НМТ), называется рабочим объемом цилиндра Vh:
Vh = ? ? d? ? 10? ? S, л
4
Vh=3, 14 ? 0, 01 ? 103 ? 0,11= 0,86 л
4
Здесь: d - диаметр поршня, м;
d = 100 мм = 0, 1 м
S - ход поршня, м (расстояние между ВМТ и НМТ).
S = 110 мм = 0,11 м.
Сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя, выраженная в литрах, - литраж двигателя (Vл):
Vл = Vh ? i, л
Vл = 0,86 ? 6 = 5,2 л.
Если выразить рабочий объем цилиндра через литраж двигателя, то индикаторная мощность будет равна
Ni = Pi ? Vл ? n, кВт
?
Ni = 1,05? 5,2?64= 175кВт
2
При работе двигателя часть индикаторной мощности затрачивается на преодоление сопротивления трения движущихся деталей двигателя. Мощность, равноценная этим потерям, называется мощностью трения (NT).
Мощность двигателя, снимаемая с его коленчатого вала, называется эффективной мощностью (Nе):
Nе = Ni - Nт.
Отношение эффективной мощности к индикаторной мощности называется механическим коэффициентом полезного действия - КПД (?м):
?м = Nе
Ni.
Для четырехтактных дизельных двигателей ?м = 0,73-0,85, для двухтактных - 0,70-0,75.
Отсюда следует, что:
Nе = Ni - Nт = Ni ? ?м = 173? 0, 8= 138кВт
где ?м=0,8
Среднее эффективное давление (Pе) меньше среднего индикаторного (Pi):
Pе = Pi ? ?м.
Ре = 1,05 ? 0, 8= 616 кПа = 0,616 МПа
Мощность двигателя, таким образом, зависит от его литража, давления газов в цилиндрах и частоты вращения коленчатого вала, а также от технического состояния двигателя.
При подборе двигателя с точки зрения рационального использования размеров цилиндров пользуются понятием «литровая мощность».
Литровая мощность - это эффективная мощность, отнесенная к одному литру объема двигателя, измеряется в киловаттах на литр (кВт/л).
Nл = Nе = Pе ? n
Vл ?
Nл = 138= 0,84? 64= 26,5кВт/л
5,2 2
В зависимости от совершенства конструкции и технического состояния двигатель для выполнения одной и той же полезной работы расходует разное количество топлива. Масса топлива, расходуемого двигателем в единицу времени, называется расходом топлива. Зная расход топлива, можно определить индикаторный и эффективный удельные расходы топлива.
Удельный индикаторный расход топлива (qi) - это масса топлива, расходуемая на единицу индикаторной мощности в один час:
qi = 3600 ? Gt, кг/кВт·ч
Ni
qi = 3600 ? 0,003 = 0,06 кг/кВт·ч
175
где Gt - расход топлива, кг/с.
Gt = 0.003 кг/с
Удельный эффективный расход топлива (qe) - это масса топлива, расходуемая на единицу эффективной мощности в один час:
qe = 3600 ? Gt, кг/кВт·ч.
Ne
qe = 3600 ? 0,003 = 0,08 кг/кВт·ч.
138
В современных тракторных дизельных двигателях удельный эффективный расход топлива составляет 0,23-0,27 кг/кВт·ч.
Итог работы
Мы уяснили понятия индикаторной, эффективной и литровой мощности двигателя, удельного и эффективного расхода топлива.
По сравнению с удельным эффективным расходом топлива современных тракторов, удельный эффективный расчет топлива по моим расчетам получился большим. Следовательно, данный двигатель тратит больше топлива на единицу эффективной мощности в час, чем современные трактора.
Работа №2
Баланс мощности трактора
Цель работы: ознакомиться с понятием баланса мощности трактора и изучить его составляющие.
Содержание работы1.Усвоить основные понятия баланса мощности трактора2.Определить составляющие эффективной мощности трактора3.Составить отчет о выполненной работеУказания к работеУяснить понятия полезной мощности трактора, мощностей, затрачиваемых на преодоление различных сопротивлений, тягового коэффициента полезного действия, сцепного веса трактора.
Таблица 2 - Исходные данные
Показатели | Значения | Единица измерения | |
Марка трактора | ДТ-75М | ||
Состояние дороги | Ледяная дорога | ||
Эксплуатационная мощность | 66 | кВт | |
Конструктивная масса | 6350 | кг | |
Коэф-т сопротивления передвижению | 0,03 | ||
Скорость движения трактора | 1,7 | м/с | |
Коэффициент буксования | 6 | % | |
Подъем пути | 0 | ||
Крутящий момент, развиваемый на ВОМ | 150 | Н•м |
Решение
При работе тракторного агрегата только часть мощности, развиваемой двигателем, используется на выполнение полезной работы. Баланс мощности трактора при установившемся движении можно представить формулой:
Nе = Nтр + Nпер + Nбукс ± Nпод + Nвом + Nтяг,
где Nе - эффективная (эксплуатационная) мощность двигателя;
Nтр - мощность, затрачиваемая на преодоление трения в силовой передаче и на ведущих участках гусениц (для гусеничных тракторов);
Nпер - мощность, расходуемая на самопередвижение трактора;
Nбукс - мощность, теряемая на буксование трактора;
Nпод - мощность, идущая на продоление подъема при движении трактора вверх по склону (знак “минус” - при движении вниз по склону);
Nвом - мощность от вала отбора мощности (ВОМ);
Nтяг - тяговая, рабочая мощность на навесном или прицепном устройстве трактора.
При работе трактора в агрегате с машинами, рабочие части которых приводятся в действие от вала отбора мощности трактора (фрезы, опрыскиватели), затрачиваемая на этот привод мощность N вом, как и тяговая мощность N тяг, относится к полезной мощности.
Страницы: 1, 2