
- •1 . Определение параметров рабочего процесса двигателя.
- •Процессы впуска и выпуска.
- •1.3 Процесс сгорания.
- •1.4 Процесс расширения.
- •2. Индикаторные и эффективные показатели.
- •Индикаторные показатели.
- •2.2 Эффективные показатели двс.
- •3. Основные размеры и параметры.
- •4. Построение индикаторной диаграммы
- •-Получена в тепловом расчете. Индикаторная диаграмма представлена на рис.1.
- •5. Внешняя скоростная характеристика.
- •6. Тепловой баланс.
- •7 .Кинематический расчет двигателя.
- •8. Динамический расчет двигателя.
- •9. Построение графика суммарного момента Мкр. В зависимости от угла поворота коленчатого вала и определение среднего значения крутящего момента Мкр.Ср.
- •10. Построение результирующей силы Rшш, действующей на шатунную шейку кривошипа и диаграммы износа шатунной шейки.
- •11. Описание конструктивного узла.
- •12.2.Кривошипная головка
- •12.3. Стержень шатуна.
- •12.4.Шатунные болты
- •Реферат
- •Литература
- •Оглавление
7 .Кинематический расчет двигателя.
Перемещение поршня, мм,
где R- радиус кривошипа , м,
Скорость поршня, м,
где ω – угловая скорость коленчатого вала , рад/с,
Ускорение поршня , м/с2,
Результаты расчетов заносим в таблицу 4.
Таблица 4 Результаты кинематического расчета двигателя.
φ, град
|
Sn, мм |
Vn, м/с |
J, м/с2 |
0 |
0 |
0 |
14215,49 |
30 |
7,44 |
13,73 |
11172,49 |
60 |
26,62 |
21,82 |
3942,58 |
90 |
50,16 |
22,11 |
-3109,64 |
120 |
70,62 |
16,46 |
-7107,75 |
150 |
83,64 |
8,37 |
-8062,85 |
180 |
88 |
0 |
-7996,21 |
210 |
83,64 |
-8,37 |
-8062,85 |
240 |
70,62 |
-16,46 |
-7107,75 |
270 |
50,16 |
-22,11 |
-3109,45 |
300 |
26,62 |
-21,82 |
3942,58 |
330 |
7,44 |
-13,73 |
11172,49 |
360 |
0 |
0 |
14215,49 |
По этим данным строим графики рис. 3.
8. Динамический расчет двигателя.
Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма заключается в определении суммарных сил и моментов, возникающих от давления газов и сил инерции, для различных положений коленвала. Динамический расчет следует выполнять в следующей последовательности:
Развернуть индикаторную диаграмму по углу поворота коленвала, взяв за начало отсчета начало хода впуска (точку r ).
Pг = Р – Р0
где Р – давление на индикаторной диаграмме, МПа
Pг = 0,118 - 0,1 = 0,018
Рассчитать удельную силу инерции возвратно-поступательно движущихся масс шатунно-поршневой группы, МПа:
где Fn – площадь поршня, мм2,
mj – масса тел, совершающих возвратно-поступательное движение, кг, mj = mn + mшn ;
mn – масса поршневой группы, кг;
mшn – масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца, кг, mшn = 0,275mш ;
m’n – конструктивные массы на 1м2 площади поршня, кг. Примем 150, кг.
mш – масса шатуна, кг.
Суммарная удельная сила приведенная к центру поршневого кольца, МПа
МПа
Удельные силы, МПа, действующие:
по шатуну
на стенку цилиндра
по кривошипу
по касательной к окружности, описываемой центром шатунной шейки
где β – угол отклонения шатуна от оси цилиндра, β = arcsin (λ sin φ).
Крутящий момент одного цилиндра
Результаты динамического расчета следует свести в таблицу 5.
Таблица 5 Результаты динамического расчета двигателя.
φ град
|
|
|
P∑ МПа |
tgβ |
МПа |
1 cosβ |
МПа |
cos(φ+β) cosβ |
МПа |
sin(φ+β) cosβ |
МПа |
Мкр,ц Н·м |
0 |
0,018 |
-2,008 |
-1,99 |
0 |
0 |
1 |
-1,99 |
1 |
-1,99 |
0 |
0 |
0 |
30 |
-0,023 |
-1,578 |
-1,601 |
0,141 |
-0,226 |
1,010 |
-1,617 |
0,795 |
-1,273 |
0,622 |
-0,996 |
-267,7 |
60 |
-0,023 |
-0,557 |
-0,580 |
0,248 |
-0,144 |
1,030 |
-0,597 |
0,285 |
-0,165 |
0,990 |
-0,574 |
-154,3 |
90 |
-0,023 |
0,439 |
0,416 |
0,289 |
0,120 |
1,041 |
0,433 |
-0,289 |
-0,120 |
1 |
0,416 |
111,82 |
120 |
-0,023 |
1,004 |
0,981 |
0,248 |
0,243 |
1,030 |
1,010 |
-0,715 |
-0,701 |
0,724 |
0,28 |
195,68 |
150 |
-0,023 |
1,139 |
1,116 |
0,141 |
0,157 |
1,010 |
1,127 |
-0,937 |
-1,046 |
0,378 |
0,422 |
113,43 |
180 |
-0,023 |
1,13 |
1,107 |
0 |
0 |
1 |
1,107 |
-1 |
-1,107 |
0 |
0 |
0 |
210 |
-0,023 |
1,139 |
1,116 |
-0,141 |
-0,157 |
1,010 |
1,127 |
-0,937 |
-1,046 |
-0,378 |
-0,422 |
-113,4 |
240 |
-0,023 |
1,004 |
0,981 |
-0,248 |
-0,243 |
1,030 |
1,010 |
-0,715 |
-0,701 |
-0,742 |
-0,728 |
-195,7 |
270 |
0,013 |
0,439 |
0,452 |
-0,289 |
-0,131 |
1,041 |
0,471 |
-0,289 |
-0,131 |
-1 |
-0,452 |
-121,5 |
300 |
0,25 |
-0,557 |
-0,307 |
-0,248 |
0,076 |
1,030 |
-0,316 |
0,285 |
-0,087 |
-0,990 |
0,304 |
81,71 |
330 |
0,75 |
-1,578 |
-0,828 |
-0,141 |
0,117 |
1,010 |
-0,836 |
0,795 |
-0,658 |
-0,622 |
0,515 |
138,43 |
360 |
1,730 |
-2,008 |
-0,278 |
0 |
0 |
1 |
-0,278 |
1 |
-0,278 |
0 |
0 |
0 |
370 |
4,620 |
-1,958 |
2,662 |
0,049 |
0,130 |
1,001 |
2,665 |
0,976 |
2,598 |
0,221 |
0,588 |
158 |
390 |
3,10 |
-1,578 |
1,522 |
0,141 |
0,215 |
1,010 |
1,537 |
0,795 |
1,21 |
0,622 |
0,947 |
254,55 |
420 |
1,350 |
-0,557 |
0,793 |
0,248 |
0,197 |
1,030 |
0,817 |
0,285 |
0,226 |
0,990 |
0,785 |
211 |
450 |
0,750 |
0,439 |
1,189 |
0,289 |
0,344 |
1,041 |
1,238 |
-0,289 |
-0,344 |
1 |
1,189 |
319,6 |
480 |
0,450 |
1,004 |
1,454 |
0,248 |
0,361 |
1,030 |
1,498 |
-0,715 |
-1,04 |
0,742 |
1,079 |
290,03 |
510 |
0,275 |
1,139 |
1,414 |
0,141 |
0,199 |
1,010 |
1,428 |
-0,937 |
-1,125 |
0,378 |
0,534 |
143,54 |
540 |
0,15 |
1,13 |
1,28 |
0 |
0 |
1 |
1,28 |
-1 |
-1,28 |
0 |
0 |
0 |
570 |
0,1 |
1,139 |
1,239 |
-0,141 |
-0,175 |
1,010 |
1,251 |
-0,937 |
-1,161 |
-0,378 |
-0,468 |
-125,8 |
600 |
0,018 |
1,004 |
1,022 |
-0,248 |
-0,25 |
1,030 |
1,053 |
-0,715 |
-0,731 |
-0,742 |
-0,758 |
-203,8 |
630 |
0,018 |
0,439 |
0,457 |
-0,289 |
-0,132 |
1,041 |
0,476 |
-0,289 |
-0,132 |
-1 |
-0,457 |
-122,8 |
660 |
0,018 |
-0,557 |
-0,539 |
-0,248 |
0,134 |
1,030 |
-0,555 |
0,285 |
-0,154 |
-0,990 |
0,534 |
143,54 |
690 |
0,018 |
-1,578 |
-1,56 |
-0,141 |
0,22 |
1,010 |
-1,576 |
0,795 |
-1,24 |
-0,622 |
0,97 |
260,73 |
720 |
0,018 |
-2,008 |
-1,99 |
0 |
0 |
1 |
-1,99 |
1 |
-1,99 |
0 |
0 |
0 |
На основании этих данных строим графики рисунок 4.