Министерство науки и образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Самарский государственный аэрокосмический университет

имени академика С.П.Королева

(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»

Кафедра конструкции проектирования двигателей летательных аппаратов

Курсовой проект по курсу

«Динамика двигателей внутреннего сгорания (с основами расчета на прочность деталей двигателей внутреннего сгорания)»

на тему:

«Расчет двигателя внутреннего сгорания».

Выполнил:

студент гр. 2403

Овчаренко В.И.

Проверил:

Лежин Д.С

Самара 2012

Задание на Курсовой Проект

По данным теплового расчета [1], указаниям преподавателя и справочной литературы произвести расчеты:

• кинематики поршня;

• динамики основных деталей КШМ (нагрузки, действующие на детали);

• выбрать конструктивные размеры деталей двигателя и вычертить их в соответствии с назначенными размерами;

А также построить соответствующие графики и диаграммы, сделать выводы.

Реферат

КОРЕННАЯ ШЕЙКА, КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ, ПЕРЕМЕЩЕНИЕ, СИЛА ДАВЛЕ­НИЯ ГАЗА. СИЛА ИНЕРЦИИ, СКОРОСТЬ, СУММАРНАЯ СИЛА, УСКОРЕНИЕ, У/ИЛЬНАЯ СИЛА. ШАТУННАЯ ШЕЙКА.

Цель работы - расчетное определение кинематики и динамики объекта исследования.

В процессе работы использована методика расчетов автомобильных и тракторных двигателей.

В результате работы определены перемещения, скорости, ускорения поршня в зави­симости от угла поворота коленчатого вала. Найдены силы давления газов, силы инерции, суммарные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме, силы, действующие на шатунные и коренные шейки коленчатого вала. Произведено уравновешивание двига­теля. Построены соответствующие зависимости.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ……………………………………...........……………………….….....................5

1 КИНЕМАТИКА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА……....................…..6

1.1 Выбор λ и длины шатуна Введение……………………………………….…….…..…6

1.2 Определение перемещения поршня…………………………………………….........……6

1.3 Определение скорости поршня……………………………………………………........…8

1.4 Определение ускорения поршня…………………………………………………….........9

2 ДИНАМИКА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА……….…....................12

2.1 Силы давления газов………………………………………………………………….......12

2.2 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма………………..….........16

2.3 Силы инерции……………………………………………………………………….......…17

2.4 Суммарные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме……….......…..19

2.5 Суммарный крутящий момент, действующий в двигателе……………………......…...24

2.6 Уравновешивание двигателя……………………………………………………….......…27

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………….................... 28

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………....................29

ВВЕДЕНИЕ

В двигателях внутреннего сгорания возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала посредством кривошипно-шатунного механизма.

Кривошипно-шатунный механизм может быть центральным, когда оси коленчатого вала и цилиндров лежат в одной плоскости, или смещенным (дезаксиальным), когда оси коленчатого вала и цилиндров лежат в разных плоскостях. Дезаксиальный механизм может быть получен также и за счет смещения оси поршневого пальца.

В настоящее время в автомобильных и тракторных двигателях наибольшее распространение получил центральный кривошипно-шатунный механизм.

Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма заключается в определении суммарных сил и моментов, возникающих от давления газов и сил инерции. По этим силам рассчитывают основные детали на прочность и износ, а также определяют неравномерность крутящего момента и степень неравномерности хода двигателя. Во время работы двигателя на детали кривошипно-шатунного механизма действуют силы давления газов в цилиндре, силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс, центробежные силы, давление на поршень со стороны картера (приблизительно равное атмосферному давлению) и силы тяжести (силы тяжести в динамическом расчете обычно не учитывают).

Все действующие в двигателе силы воспринимаются полезным сопротивлением на коленчатом валу, силами трения и опорами двигателя.

В течение каждого рабочего цикла (720⁰ для четырех- и 360⁰ для двухтактного двигателя) силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме, непрерывно изменяются по величине и направлению.

Расчет деталей с целью определения напряжений и деформаций, возникающих при работе двигателя, производится по формулам сопротивления материалов и деталей машин. До настоящего времени большинство из используемых расчетных выражений дают лишь приближенные значения напряжений.

Несоответствие расчетных и фактических данных объясняется различными причинами, основными из которых являются: отсутствие действительной картины распределения напряжений в материале рассчитываемой детали; использование приближенных расчетных схем действия сил и места их приложения; наличие трудно учитываемых знакопеременных нагрузок и невозможность определения их действительных значений; трудность определения условий работы многих деталей двигателя и их термических напряжений и т. д. на величину возникающих напряжений. В связи с этим применяемые методы расчета позволяют получить напряжения и деформации, являющиеся лишь условными величинами и характеризующие только сравнительную напряженность рассчитываемой детали.