
- •Минобрнауки россии
- •I.Тепловой и динамический расчеты автомобильного двигателя.
- •II. Конструирование и расчет деталей автомобильного двигателя.
- •Введение
- •1. Задание на проектирование и выбираемые параметры
- •2. Порядок выполнения теплового расчёта
- •2.2. Параметры свежего заряда
- •2.3. Состав и количество продуктов сгорания
- •2.4. Параметры процесса впуска
- •2.5. Параметры процесса сжатия
- •2.6. Параметры процесса сгорания
- •2.11 Расчет и построение индикаторной диаграммы.
- •3. Порядок выполнения динамического расчета.
- •3.1 Исходные данные.
- •3.2. Последовательность расчёта
- •3.3. Построение графиков динамического расчёта
- •1. Расчёт деталей цилиндровой группы
- •1.1. Расчёт стенки цилиндра (гильзы)
- •1.2. Расчёт силовых шпилек крепления головки
- •2. Расчёт деталей поршневой группы
- •2.1. Расчёт поршня
- •2.2. Расчёт поршневого пальца
- •2.3. Расчёт поршневого кольца
- •3. Расчёт деталей шатунной группы
- •3.1. Расчёт верхней головки шатуна
- •3.2. Расчёт стержня шатуна
- •3.3. Расчёт крышки нижней головки шатуна
- •3.4. Расчёт шатунных болтов
- •4. Расчёт коленчатого вала
- •4.1. Расчёт шеек коленчатого вала на износостойкость
- •4.2. Расчёт коленчатого вала на прочность
- •I положение
- •II положение
- •5. Расчёт деталей механизма газораспределения
- •5.1. Проверка пропускной способности клапана
- •5.2. Профилирование выпуклого гармонического кулачка распределительного вала
- •5.3. Расчёт клапанной пружины
- •5.4. Расчёт штанги привода клапана
- •5.5. Расчёт распределительного вала
- •6. Расчёт элементов системы смазки
- •7. Расчёт элементов системы жидкостного охлаждения
- •Заключение
- •Список используемой литературы
3.3. Построение графиков динамического расчёта
По результатам динамического расчёта на листе миллиметровой бумаги формата А1 необходимо построить следующие зависимости удельных сил от угла поворота коленчатого вала:
1) свёрнутая индикаторная диаграмма цикла (из теплового расчёта);
2) развёрнутые диаграммы сил, действующих на поршень:
— избыточного давления газов (pг-p0)=f1();
— силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс pj=f2();
— суммарной силы p=f3();
3) развёрнутые диаграммы тангенциальных сил (индикаторных крутящих моментов), действующих на коленчатый вал:
— от одного цилиндра pТ=f4();
— от всех цилиндров pТ=f5();
4) векторная (полярная) диаграмма сил,
действующих на шатунную шейку
;
5) развёрнутая диаграмма результирующей силы, действующей на шатунную шейку, pшш=f7().
Отдельно на миллиметровке формата А4 строятся зависимости перемещения, скорости и ускорения поршня от угла поворота коленчатого вала.
Ось абсцисс — ось углов — в пределах от 0 до 720 п.к.в. разбивается на одинаковые интервалы, число которых равно числу цилиндров двигателя i. Интервал углов поворота на каждом участке для четырёхтактного двигателя равен =720/i.
Участки зависимости pТ=f4() со всех интервалов графически переносятся на первый участок, после чего ординаты полученных кривых в соответствующих углах алгебраически складываются (с учётом знака). Таким образом, получаются значения ординат общего тангенциального усилия от всех цилиндров pТ=f5(). Форма этой кривой, построенной в пределах первого участка, и значения её ординат затем будут повторяться во всех остальных участках, поэтому построение графика на других участках не требуется.
После построения зависимости pТ=f5()
необходимо определить среднее значение
общего тангенциального усилия от всех
цилиндров за цикл
.
Оно находится путём планиметрирования
площади F, заключённой
между кривой pТ=f5(),
крайними ординатами первого участка и
осью абсцисс. Если часть площади будет
расположена ниже оси абсцисс, то
результирующее значение площади F
подсчитывается как разность между
верхней F1
и нижней F2
площадями.
Среднее тангенциальное усилие , МПа
,
где F1 — площади верхнего участка криволинейной трапеции, мм2; l1 — длина первого участка диаграммы, мм; M(pT) — масштаб усилия pТ, МПа/мм.
Среднее значение индикаторного крутящего
момента на валу двигателя от всех
цилиндров
,
Нм
.
При этом относительная погрешность не должна превышать 5-7%.
Определить и сопоставить с данными двигателей-прототипов следующие величины:
— коэффициент неравномерности крутящего момента
,
где
и
— максимальное и минимальное значения
крутящего момента на валу двигателя от
всех цилиндров, подсчитанные по
соответствующим ординатам графика
pТ=f5(),
Нм;
— максимальное
,
минимальное
и среднее
значения результирующей силы, действующей
на шатунную шейку, кН
;
;
,
где
,
,
— соответствующие значения удельной
результирующей силы, определённые по
графику pшш=f7(),
МПа.
Величина находится путём планиметрирования площади F под кривой pшш=f7():
,
где F — площадь криволинейной трапеции, мм2; l — длина диаграммы, мм; М(pшш) — масштаб удельной силы pшш, МПа/мм.