Post on 04-Jan-2016
1. Calculul proceselor de schimbare a gazelor
1.1 Coeficientul de umplere v si presiunea la sfarsitul admisiei pa
Marimile de stare initiale
ps 0.21 MPa dat( ) T0 298 K p0 0.1 MPa k 1.4
pa 0.92 ps 0.193 Mpa tabel
pg 0.75 ps 0.158 MPa tabel
T 9 K tabel
m 1.85 tabel
T rac 60 17
Ts T0
ps
p0
m 1m
T rac 359.047 K
Tsp Ts T 368.047 K
v
pa k 1( ) 1( )[ ] pg
ps 1( ) kTsp
Ts
0.905 se verifica
1.2 Coeficientul gazelor reziduale
Tg 800 K tabel
pg Ts
ps v 1( ) Tg0.023 se verifica
1.3 Temeperatura la sfarsitul admisiei
Ta
pa Ts
ps v 1( ) 1 ( )379.039 K
2. Calculul procesului de comprimare2.1 Presiunea la sfarsitul comprimariimc 1.355
tabel verificatpc pa mc 8.98 MPa2.2 Temperatura la sfarsitul comprimarii verificatTc Ta
mc 1 1.036 103 K3. Calculul procesului de arderec 0.857 h 0.133 o 0.01 Mc 224 1.62 R 8.314Ltaer1
0.21
c12
h4
o32
0.497L Ltaer 0.805NCO2
c12
0.071 NN2 0.79 L 0.636NH2Oh2
0.067 NO2 0.21 1( ) Ltaer 0.065Nf NCO2 NH2O NN2 NO2 0.839
nCO2
NCO2
Nf0.085 nH2O
NH2O
Nf0.079
nN2
NN2
Nf0.758 nO2
NO2
Nf0.077
n nCO2 nH2O nN2 nO2 1N0 L 0.805Ng N0 0.019 c
Nf
N01.042
Nf Ng
N0 Ng1.041
se verifica 1 < μ < cpz 13
tabelHi 41855
kJ
kmolp
pz
pc1.448
U2 27131 U1 24562 T1 1100Uaer
U2 U1 Tc T1
100U1 2.293 104UCO2
43863 39100( ) Tc T1
10039100 3.607 104UH2O
34535 31036( ) Tc T1
10031036 2.881 104UN2
26788 24265( ) Tc T1
10024265 2.266 104UO2
28412 25696( ) Tc T1
10025696 2.397 104
z 0.845
Ug nCO2 UCO2 nH2O UH2O nO2 UO2 nN2 UN2 2.439 104
Iz
z Hi
N0 1 ( )
Uaer Ug
1 ( )
R p Tc
7.53 104
Tz1 2100 Tz2 2200
ICO2 106985 IH2O 88019 IN2 68400 IO2 74049Iz1 nCO2 ICO2 nH2O IH2O nN2 IN2 nO2 IO2 7.368 104ICO2 113099 IH2O 93246 IN2 72020 IO2 75376Iz2 nCO2 ICO2 nH2O IH2O nN2 IN2 nO2 IO2 7.746 104Consider T.z1=2100 K si T.z2=2200 K
Tz Tz1
Iz Iz1
Iz2 Iz1100 2.143 103
K
p
Tz
Tc 1.487
4.Calculul procesului de destindere
md 1.26 tabel
Presiunea la finele destinderii
pd pz
md
0.603 MPa
Temperatura la finele destinderii
Td Tz
md 1
1.137 103 K
5. Marimile caracteristice ale ciclului real
Presiunea medie indicata
p pg pa 0.036 p 0.25
piprim pa
mc
1 p 1( )
p
md 11
md 1
1
mc 11
1
mc 1
p p 1.582
MPapresiunea medie indicatad 0.94 MPapi d piprim 1.487
Randamentul indicat
i Rpi
ps
1
v
N0 Ts
Hi 0.449
Consumul specific indicat
ci3.6 106i Hi
191.484g
kWh
6. Calculul marimilor caracteristice efective
Presiunea medie efectiva
m 0.92 tabel
pe m pi 1.368 MPa
Randamentul efectiv
e m i 0.413
Consumul specific efectiv
ce3.6 106e Hi
208.134g
kWh
Consumul de combustibilPe 85 kW
ch 10 3 ce Pe 17.691kg
h
7. Calculul dimensiunilor fundamentale
i 4 1.177Pe 85 kW n 3400rot
minAlezajul
D
330 4 4 Pe
pe i n 102 84.022
Dales 84 mm
Cursa pistonului
S D 98.894 Sales 99 mm
Cilindreea unitara
litriVs
Dales2
4Sales 10 6 0.549
Cilindreea totala
Vt i Vs 2.195 litri
Viteza pistonului medie
Wpm
Sales n
3010 3 11.22
m
s
Puterea litrica
PL
Pe
Vt38.732
kW
l
Puterea specifica
Ps
Pe 104
4Dales
2
4
38.345kW
dm2
Puterea pe cilindru
Pcil
Pe4
21.25kW
cil
Lucru mecanic
Va 120 mm
mmVc
Va
7.059
Liprim pc Vc p 1( ) p
md 11
md 1
1
mc 11
1
mc 1
Vs p p 177.626
8. Bilantul energetic
kg
hQ ce Pe Hi 10 3 7.405 105
Qe e Q 3.06 105kJ
hQin 0
Tev Td
p0
pd
md 1
md
784.853 K
Tevmediu
Tev Td
2961.04 K
T1 900 K
ICO2
42758 37393( ) Tevmediu T1
10037393 4.067 104
IH2O
36012 31919( ) Tevmediu T1
10031919 3.442 104
IN2
30111 23868( ) Tevmediu T1
10023868 2.768 104
IO2
31329 27872( ) Tevmediu T1
10027872 2.998 104
Ig nCO2 ICO2 nH2O IH2O nO2 IO2 nN2 IN2 2.95 104
I02 8713 I01 5805 T01 200
I0
I02 I01 T0 T01
100I01 8.655 103
Qg Nf Ig N0 I0 ch 3.143 105kJ
h
qe
Qe
Q100 41.325 qg
Qg
Q100 42.452 qin 0 qrez 3
qr 100 qe qg qin qrez 13.223
Calculul dinamic
1. Alegerea tipulul de mecanism biela manivela
2. Calculul dimensiunilor princoipale ale mecanismului motor
0.25R
Dales2
42LR
168
3. Stabilirea maselor pieselor in miscare ale mecanismului motor
mp
1.2 Dales3
1000711.245 g
Masa grupului piston:
mgp 1.3 mp 924.618 g
mL
Dales2
40016 886.683
Masa aflata in miscarea de translatie:
mtr mgp 0.275mL 1.168 103 g
Calculul momentului motor rezultant(indicat):Mrez
m 0.92 4
n30
356.047
i 4
i3.142
Mrez 165.1883 Nm
Pcalculata Mrez m 10 3 54.11 kW
Pe 85 kW
eroarea trebuie sa fie mai mica de 5%
Pcalculata Pe
Pcalculata100 57.088
%
mA 0.725mL 642.845
n30
356.047
FA mA R 2 10 6 3.423 103
CALCULUL SI CONSTRUCTIA SEGMENTILOR DE COMPRESIE
Materialul ales este IKA:
r 500
E 11.5 104 [MPa]
s 12.5 10 6
Stabilirea dimensiunilor sectiuniia)Grosimea radiala:
h 2 mm
s 0.24 mm
a 3.45 mm
h1 0.3 mm
h2 0.3 mm
Ft 14.5 N
n 3.4 103 D 84 mm
2 Ft
h D
pE
2 Ft
D h h1 0.203 MPa
Diagrama polara a fusului maneton
m 0.5
m2m E
D
a1
21
3 pE
4 ED
a
D
a1
3
124.378
k 1.742
f
pE k
23
D
a1
2
1
289.092
Rostul de dilatare
a) in stare liberak 1.742
C 0.196
S03 3 C( )
4
pE
E
D
a1
3
D 4.719
b) in functioare:
S' 0.0027D 0.227 mm
s 1.25 10 5c) la montaj: T0 298Ts 525 K
Tcil 390 k
cil 11.6 10 6
SS' D s Ts T0 cil Tcil T0
1 s Ts T0 0.692 mm
BOLTUL
Otel aliat din STAS 1791-80 13CrNi30 materialul ales cu σ .r cuprins intre [1000...1350]
r 1200
Predimensionare
Raportul D/d=0.31d 0.31 D 26.04 mmRaportul χ =di/d=0.54 0.54di d 14.062 mmRaportul B/D=0.40 (ales pentru bolt flotant)B 0.40 D 33.6 mmRaportul L/D=0.86 (ales pentru bolt flotant)Lb 0.86 D 72.24 mmmmJocul J 1.3Verificarea presiunii la piciorul bielei:
pmax pz 13 Forta de calcul:
F D
2
4pmax mp 10 3 R 10 3
2 1 ( ) 6.731 104NFmin 10 3 mp 10 3 R 10 3 2 1 ( ) 4.734 N
aLb B
219.32
mm lungimea de sprijin in umerii pistonului
b B 2 J 31 mm lungimea de sprijin in piciorul pistonului
pacalculataF
2 a d66.896 mai mic decat p.a max [MPa] F
pbcalculataF
b d83.382 mai mic decat p.b max [MPa] A
Verificarea la rezistenta;
a) la incovoiere
imax
F 3 Lb 4 a 1.5 b
1.2 d3 1
4 322.677
max imax 322.677
Coef de siguranta la boltul flotant este dat de relatia :
minus1 0.4 r 480N
mm2
r 1.2 103
0.6 ales din Fig 3
2.2 bolt cementat 1
c
minus1
max
1.964
inclus in intervalul 1.0...2.2 ptr bolt flotantb) la forfecareDupa formula lui Juravsky
max0.85 F 1
2
d2
1 4
168.903inclus in interv τ = [100...220] ptr oteluri aliate
La verificarea sumara:
max2 F
d2
1 2
89.206 mai mic decat τ = [100...220]
c) verificarea la ovalizare
k 1.5 15 0.4( )3 1.459
maxoF k
L D0.19
1 2 ( ) 1 ( )
1 2
1
1
21.198modul de
maxo este mai mica
decat m1
d) verificarea la deformatie
p 0.0023D 0.193 mm jocul din umerii pistonului in functionare
E 11.5 104 modul de elasticitate a materialului
f0.09 F k
E Lb1 1
3
0.04 mm
Jocul la montaj:
b 11 10 6
p 24 10 6
Tb 425 K temperatura boltului
temperatura umerilor pistonuluiTp 475 K
p d b Tb T0 p Tp T0
1 p Tp T0 0.118 mm
Tpm T0
D ( ) p 356.841 kTemperatura minima la care trebuie incalzit
pistonul pentru a realiza montajul (interval recomandat T.pm=[355...395])
CALCULUL PISTONULUI:
D 84 mmc 11.6 10 6Tp 530KLp 1.3 D 109.2 mmTcp TpHc 0.68 D 57.12 mmLm 0.9 D 75.6 mm 0.15 D 12.6 mmH1 0.16 D 13.44 mmH2 0.052D 4.368 mmH 2.6 mmHu 5.4 mmB 0.38 D 31.92 mmmms 0.065D 5.46m 0.032D 2.688 mmd 0.31 D 26.04 mmdu 1.4 d 36.456 mm
Calculul pistonului
Calculul capului pistonului:
D'c 0.0028D 0.235 mm
a) diametrul capului pistonului:
Dcp
D 1 c Tcil T0 D'c
1 p Tp T0 83.39 mm
b)Verificarea la rezistenta:
a 3.45Di D 2 a 2 s 66.18 mm
pmax 13
rmar
3 pmax Di2
16 2
67.245 adm 70...120( ) 70...120 MPa pentru MACMPa
0.34 coef lui Poisson pentru Al tmar rmar 22.863 MPaIn centru:c
rmar tmar
245.054
rc 3 1 ( )pmax Di
2
32 2
45.054 Calculul regiunii port segmenti
Fc D
24
pmax 7.204 104NFi mp R 10 6
2 1 ( ) 9.922 103 N
A 0.05 D 4.2 mm
Du D 2 A 75.6 mm
u 3 su u
8 nr de gauri de ungere
Di Du 2 s 64.68 mm
4Du
2Di
2 uDu Di
2 1.072 103
cmax
Fc
67.199
mai mici decat σ .adm
imax
Fi
9.255
Calculul mantalei
Tm 110 273 383 K
' m 0.004D 0.336
m p 2.4 10 5
Dm
D 1 c Tcil T0 ' m
1 m Tm T0 83.583 mm
m D Dm 0.417 mm Jocul de montaj u 3b) verificarea presiunii maxime pe mantaa
D2
D2
2d2
2
2.069mm
Aev4
3a d D Hu 525.438
Nmax
pmmax
Nmax
D Lm Aev
Nmax
calculul umerilor pistonului
max
D2
pmax
2 du2
d2
70.456<=
adm 25....40MPa 25....40