
Мазмұны
Кіріспе
Трактордың, автомобильдің және олардың қозғалтқыштарының теориясы және есептеу негіздері есебіне арналған курстық жұмысқа№1, №2,№3тапсырмалар
1. Қозғалтқыштың жылулық және динамикалық есебі
1.2. Қозғалтқыштың айналшақты-бұлғақты механизмнің динамикалық және кинематикалық есебі
2 Трактордың тарту есебін жүргізу
3 Автомобильдің динамикалық есебін жүргізу
3.1. Графикті салудың негізгі міндеттері, мақсаты және алғашқы мәліметтер
Пайдаланған әдебиеттер
Кіріспе
«Тракторлар мен автомобильдер теориясы және есептеулері» пәні бойынша жасалатын курстық жұмыс үш тарудан тұрады. Бірінші тарауда қозғалтқыштың жылулық және динамикалық есебі, екінші тарауда трактордың теориялық тарту сипаттамасы, үшінші тарауда автомобильдің динамикалық сипаттамасы келтірілген. Әдістемелік нұсқауда осы туралы сөз болмақ.
Бірінші тарау. Қозғалтқыштың жылулық және динамикалық есебі барлық жұмыс циклы кезіндегі көрсеткіштерін анықтап, индикаторлық диаграммасын тұрғызып, цилиндірдегі қысым өзгеруін иінді біліктің айналу функциясында анықтауға мүмкіндік береді. Бұл жылу бөліну қарқынын, қозғалтқыштың динамикасын айқындау үшін қажет. Жобалық тапсырмада қозғалтқыштыңтиімді қуаты, иінді біліктің айналу жиілігі, сығымдау дәрежесі алдын ала белгілі болса, қозғалтқыштың жұмыстық көлемі мен цилиндрдің негізгі өлшемдерін есептеп шығарады. Сонымен қатар цикл процестерінің басты сипаттық өлшемдері анықталады. Сондай-ақ жобалау барысында қозғалтқыштың айналшақты механизмінде әрекет ететін күштер мен моменттерді, тегершіктің массасын анықтауға мүмкіндік береді.
Екінші тарау. Курстық жұмыстың екінші тараудың негізгі мақсаты студенттердің трактор теориясы курсы бойынша алған трактордың тарту динамикасы туралы білімдерін бекіту болып табылады.
Үшінші тарау автомобильдің динамикалық есептеу сипаттамасын салуға және талдауға мүмкіндік береді. Курстық жұмыстың үшінші тарауында: графикті салудың негізгі міндеттері, мақсаты және алғашқы мәліметтер, жобаланатын автомобильдің қозғалтқышының жылдамдық сипаттамасын есептеу және салу, қозғалтқышының сыртқы жылдамдық сипаттамасын есептеу және салу, автомобильдің берілістерін таңдау, автомобильдің динамикалық сипаттамасын салу және талдау қажет.
Әдістемелік нұсқауын құрастырғанда автордың басты мақсаты – қозғалтқыш, трактор мен автомобиль теориясы саласындағы есептерде қолданылатын негізгі түсініктерді мейлінше толық қамту, бекіту және жүйелеу болды. Есептеп шығару нәтижесінде ізделіп отырған шаманың сан мәні табылған болса, онда оны міндетті түрде өлшем бірлігі атауымен қоса жазу керек. Есеп шығару барысында студент өз ойларының өрбуін қысқаша түсініктемелермен жазып отырған жөн. Есептеу нәтижелерін кестеге толтырып, осы мәліметтер бойынша графиктерді салған жөн. Графиктерді сызғанда «Конструкторлық құжаттаудың біріңғай жүйесі» стандарттарына сүйенеді және оларды бұрмалауға жол берілмейді. Графиктерді А4 пішіндегі қағазда сызады. Сызбаның өрісін шектейтін рамка деп аталатын тік төртбұрыш салынады.
Трактордың, автомобильдің және олардың қозғалтқыштарының теориясы және есептеу негіздері есебіне арналған курстық жұмысқа тапсырмалар
Факультеті техникалық ,тобы 302 , студенті Таутан Т.Қ.
1 кесте - Қозғалтқыштың жылулық есебі үшін тапсырма
Атауы |
Өлшемі |
Шартты белгіленуі |
Көрсеткіштің бірліктері |
Қозғалтқыштың үлгісі (прототип)… |
|
|
СМД-62 |
Жобаланатын қозғалтқыштың номиналды қуаты |
кВт |
Ne |
121 |
Қозғалтқыш иінді білігінің айналыс саны |
мин-1 |
n |
2100 |
Сығылу дәрежесі |
|
ε |
15 |
Қозғалтқыш цилиндрінің саны |
|
i |
6 |
Қозғалтқыш цилиндірінің орналасуы |
|
|
|
Піспек жүрісінің цилиндрдің диаметріне еселік қатынасы |
|
S/D |
0,8846154 |
Турбокомпрессордың бары, жоғы |
|
|
бар |
Айналшак радиусының бұлғақтың ұзындығына еселік қатынасы |
|
R/L |
1,328 |
2 кесте- Трактордың тарту есебі үшін тапсырма
Атауы |
Өлшемі |
Шартты белгіленуі |
Көрсеткіштің бірліктері |
1 |
2 |
3 |
4 |
Трактордын маркасы |
|
|
К-700 |
Журетін жолдың түрі |
|
|
|
Трактордың салмағы |
кН |
Gтр |
125 |
Қозғалткыштың қуаты |
кВт |
Ne |
150,4 |
Жанармайдың меншікті шығыны |
г/кВт*сағ |
geн |
278 |
Иінді біліктің айналу жиілігі |
мин-1 |
nн |
1750 |
Бірінші берілістің беріліс саны |
|
iтр |
115,8 |
Екінші берілістің беріліс саны |
|
iтр |
89,1 |
Үшінші берілістің беріліс саны |
|
i тр |
68,5 |
Төртінші берілістің беріліс саны |
|
i тр |
50,7 |
1 |
2 |
3 |
4 |
Іліністегі цилиндрлік тістегер-шіктер жұптар саны |
|
n |
4 |
Дөңгелек құрсауы диаметрі |
м |
Д |
0,771 |
Дөңгелек қаптамасы профилінің биіктігі. |
м |
В |
0,41 |
Шынжыр табанның бір бөлігініңадым ұзындығы |
м |
Iзв |
- |
Жетекші доңғалақты бірайналымдағы шынжыр табанға орналысқан қадамдар саны |
|
Zк |
- |
3 Кесте- Тайғнау қисығын құруға экспериментальдық мәліметтер
Ркр,кН |
0 |
20 |
30 |
38,4 |
45,6 |
51,6 |
56,4 |
60 |
63,4 |
% |
0 |
4,3 |
6,5 |
9,7 |
15,8 |
25,6 |
39,2 |
56 |
100 |
1 4 кесте- Автомобильдің динамикалық есебі үшін тапсырма
Атауы |
Өлшемі |
Шартты белгіленуі |
Көрсеткіштің бірліктері |
1 |
2 |
3 |
4 |
Автомобиль маркасы |
|
|
УРАЛ 377Н |
Жүксіз автомобильдің ауырлықкүші |
Н |
Gпор |
72750 |
Жүк көтерімділігі |
Н |
Gr |
75000 |
Ілгері жүру жүрісінің беріліс саны |
|
z |
5 |
Автомобиль шиналары өлшемдері |
дюйм
|
Д
|
20 |
|
дюйм |
В |
14 |
Бірінші берілістегі автомобильтрансмиссиясының п.ә.к. |
|
тр |
0,74 |
Максимальды жүріс жылдамдығы |
км/сағ
|
Vmax
|
75 |
Жол кедергісінің максимальдыкоэффициенті |
|
max |
0,044 |
Тапсырма берген оқытушы Сагындык Т.Ж. ____ ________ 200__ ж
Тапсырма орындаушы студент Таутан Т.Қ. ____ ________ 200__ж
1. Қозғалтқыштың жылулық және динамикалық есебі
1.1 Қозғалтқыштың жылулық есебі.
Қозғалтқыштың жылулық есебі нақты циклды есептеу арқылы индикаторлық диаграмма тұрғызып, қозғалтқыш цилиндрдегі қысым өзгеруін иінді біліктің айналу функциясында анықтауға мүмкіндік береді. Қозғалтқыштың тиімді қуаты, қысым дәрежесі мен айналым жиілігі алдын-ала белгілі болады. Осыдан қозғалтқыштың жұмыстық көлемі мен цилиндрдің негізгі өлшемдерін есептеп шығарады, отын үнемділігі анықталады. Тәжірибелік коэффиценттердің мөлшерлерін ұқсас қозғалтқыштың нақты циклын зерделеу негізінде нұсқасы жобаланған қозғалтқыштың ерекшеліктерін ескере отырып қабылдайды (кесте 1.1. және 3…5 – қосымшалар).
1.1 кесте - Тәжірибелік коэффиценттер мен өлшемдер
Көрсеткіштері |
Белгісі |
Өлшем бірліктері |
Дизельдер үшін |
Карбю-раторлықозғалт-қыштар үшін |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Қоршап тұрған ортаның қысымы |
Ро |
МПа |
0,1 |
0,1 |
Қоршап тұрған ортаның температурасы |
То |
К |
293 |
293 |
Жаңарған зарядтың алдын-ала жылжытылуы |
∆Т
|
К
|
10…15
|
15 |
Турбокомпрессордан шығатын ауаның қысымы |
|
МПа
|
0,15…0,25 |
308 |
Турбокомпрессордан шығатын ауаның политропалық қысымының дәрежесі |
Рк nк |
|
1,4… 1,8 |
|
Индикаторлық диаграмманы жұмырлау коэффиценті |
φn
|
|
0,92…0,95 |
0,95 |
Двигательдің пайдалы әсерінің механикалық коэффиценті |
ηм |
|
0,75…0,80 0,80…0,90* |
0,85 |
Ескеру: * Турбокомпрессоры бар қозғалтқыштар үшін.
Тапсырмалық мәліметтер мен 1.1–кестедегі коэффиценттер мен өлшемдерді пайдаланып қозғалтқыштың жылулық есебін есептейміз. Төменде қозғалтқыштың жылулық есебін жүргізудің реті келтірілген (1.2 кесте).
1.1.1 Қиюластырған қозғалтқыштың жылулық есебі
Тапсырмалық мәліметтер 1 кесте келтірілген. Осы тапсырмаға байланысты қозғалтқыштың көрсеткіштерін рет-ретімен есептейді (1.2 кесте).
1.2 кесте - Қиюластырған қозғалтқыштың жылулық есебі
Қөрсеткіштер |
Есептейтін формула |
Мәндері |
1 |
2 |
3 |
Қозғалтқыштың үлгісі (прототип) |
Тапсырмалық мәлімет |
СМД-62 |
Жобаланатын қозғалт-қыштың номиналды қуаты, кВт |
Тапсырмалық мәлімет Ne |
121 |
Қозғалтқыш иінді білігінің айналыс саны, мин-1 |
Тапсырмалық мәлімет n |
2100 |
Сығылу дәрежесі |
Тапсырмалық мәлімет ε |
15 |
Қозғалтқыш цилиндрінің саны |
Тапсырмалық мәлімет i |
6 |
Турбокомпрессордың бары, жоғы |
|
Бар |
Піспек жүрісінің цилиндр диаметріне еселік қатынасы |
Тапсырмалық мәлімет S / Д |
0,8846154 |
Қоршап тұрған ортаның қысымы, МПа |
Қабылдап алынды Ро |
0,1 |
Қоршап тұрған ортаның температурасы, К |
Қабылдап алынды То |
293 |
Жаңарған зарядтың алдын-ала жылыту шамасы, С |
Қабылдап алынды ∆Т |
15 |
Алдын-ала жылжытылуы есептелінген жаңарған зарядтың температурасы, К |
Т1о =То + ∆Т |
308 |
Турбокомпрессордан шығатын ауаның қысымы, МПа |
Рк |
0,2 |
Турбокомпрессордан шығатын ауаның политропалық қысым дәрежесінің көрсеткіші |
Қабылдап алынды nк |
|
Индикаторлық диаграмм-маны жұмырлаукоэффиценті |
Қабылдап алынды φn |
0,95 |
1 |
2 |
3 |
|
Қозғалтқыштың пайдалы әсерінің механикалық коэффиценті |
Қабылдап алынды ηм |
|
|
Қозғалтқыштың пайдалы әсерінің механикалық коэффиценті (турбокомпрес-сорлық дизель үшін) |
Қабылдап алынды ηм |
0,85 |
|
Толтыру коэффициент |
Қабылдап алынды ηv |
0,9 |
|
Толтыру коэффициент (турбокомпрессорлық дизель үшін) |
Қабылдап алынды ηv |
0,95 |
|
Ауаның артық болуының коэффициентi |
Қабылдап алынды α |
1,5 |
|
Ауаның артық болуының коэффициентi (турбоком-прессорлық дизель үшін) |
Қабылдап алынды α |
1,8 |
|
Пайдаланған газдың қысымы |
Қабылдап алынды рr |
0,11 |
|
Қалдық газдардың температурасы |
Қабылдап алынды Тr |
800 |
|
Сығымдау политро-пасыныңкөрсеткiшi |
Қабылдап алынды n1 |
1,35 |
|
Ұлғаю политропасыныңкөрсеткiшi |
Қабылдап алынды n2 |
1,2 |
|
Отынның ең төмен жылу бөліп шығарғыштық қасиеті, кДж/ кг |
Қабылдап алынды Hu |
42500 |
|
Қысымның арту дәрежесі |
Қабылдап алынды λ |
2 |
|
Жылудың пайдалану коэффициенті |
Қабылдап алынды ζ |
0,9 |
|
Енгізу процесі. |
|||
Енгізу ырғағының аяқталу кезіндегі қысым , МПа |
pa=[ηv*p0*(ε-1)*T10+ +pr*T0]/(ε*T0) |
0,0956 |
|
Енгізу ырғағының аяқталу кезіндегі цилиндрдегі қоспаның температура, К |
Та=(ε·Pа·Т1о)/[ ηv·(ε – 1)Po + +То · Рr/Тr] |
339,792 |
|
Турбокомпрессордан шығатын ауаның температурасы, К |
Тк = То ( Рк / Ро)^ (nк-1)/ nк |
918,256 |
|
Қалдық газдарының қысымы Мпа |
Рr = (0,8…0,9) Рк |
0,18 |
|
1 |
2 |
3 |
|
Сығымдау процесі |
|||
Сығымдаудың аяқ кезіндегі қысымы, МПа |
рс = Ра · ε n1 |
3,701 |
|
Сығымдаудың аяқ кезіндегі температурасы, К |
Тc = Та· ε n1-1 |
876,68 |
|
Жану процесі |
|||
Отынның ішіндегі көміртегінің салмағы |
Қабылдап алынды С |
0,857 |
|
Отынның ішіндегі cутегінің салмағы |
Қабылдап алынды Н |
0,133 |
|
Отынның ішіндегі оттегінің салмағы |
Қабылдап алынды О |
0,01 |
|
1 кг отынның жануы үшін қажет ауаның теориялық саны, кмоль /кг |
Lo=(1/0,21)*(С /12 + H/4 - O/32) |
0,4969 |
|
1 кг отынның жануы үшін шын қажет болатын ауаның саны, кмоль /кг |
L=α* Lo |
0,7453 |
|
Қалдық газдар коэффиценті |
γr=(рr* То)/[Ро*Тr *ηv( ε – 1)] |
0,0319 |
|
Қалдық газдардың мольдық мөлшері,кмоль /кг |
Мr= γ r* α* Lo |
0,0238 |
|
Қоспаның мольдық мөлшері, кмоль /кг |
Мс=M1+Mr |
0,7692 |
|
Жаңа зарядтың мольдық мөлшерлері ,кмоль /кг |
М1=L |
0,74538 |
|
1кг сұйық отынға шағылғанда қоспаның қаламыта мөлшері, кмоль /кг |
М2= α*L0+Н/4 +О/32 |
0,77894 |
|
Егерде α<1болса, онда М2 кмоль /кг |
М2=α*L0+Н/4+О/32+ +0,21*L0 * (1- α) |
0,58769 |
|
Жану процесінің аяқ кезіндегі цилиндір ішіндегі газ мөлшері, кмоль /кг |
Мz=M2+Mr |
0,8027 |
|
Молекулалық өзгерудің коэффиценті |
μ = Mz / MC |
1,0436 |
|
Жанудың ақырының қысымы (дизель үшін), МПа |
pz = λ*PC |
7,40225 |
1 |
2 |
3 |
Жанудың ақырының қысымы (карбюраторлы қозғалтқыш үшін), МПа |
pz = μ* pc * Тz/ Тc |
|
Қысымның арту дәрежесі (карбюраторлы қозғалтқыштар үшін) |
λ=pz/pc |
|
Тұрақты қысым жағдайын-дағы жану заттарының орташа молярлық жылу сиымдылығы μCP , кДж/ Кмоль*град |
μCP=8,28+(20,1+0,921/ α) + (13,82/ α + +15,49) 10-4 * TZ |
|
Тұрақты көлем жағдайын-дағы жану заттарының орташа молярлық жылу сиымдылығы μC1V , кДж/ Кмоль*град (карбюра- торлы қозғалтқыш үшін) |
μC1 V=(18,44+2,61*α) + (15,4+ +13,83* α )* 10-4 *TZ |
|
Тұрақты көлем жағдайын-дағы жану заттарының орташа молярлық жылу сиымдылығы μCV , кДж/ Кмоль*град |
μCV= 20,16+1,738*10-3 TC |
21,6836 |
Толық жанбау себебінен бөлінбейтін жылу мөлшері, кДж/кг*топл. |
Δ Hu=119950 (1- α)*L0 |
|
Жану процесінің квадрат-тық теңдеуі (дизель үшін ) |
(μCV+8,28 λ )TC+ ξ *Hu /[ α*L0(1+γr)] = μ*μCP*TZ . |
|
Жану процесінің квадрат-тық теңдеуі (карбюраторлы қозғалтқыш үшін) |
μ* μC1V TZ= =μCV*TC+ ξ (Hu-Δ Hu )/[ α*L0(1+γr)] |
|
Коэффициент |
а |
0,00257 |
Коэффициент |
b |
28,1279 |
Коэффициент |
c |
83253 4 |
Жану процесінің квадрат-тық теңдеуі (карбюраторлы қозғалтқыш үшін) |
a T2z +b Tz- c =0 |
|
Жану процесін максимум температурасы |
Tz =(-b±(b2 -4*a*c)^(1/2))/2a |
2422,09 |
Ұлғаю процесі |
||
Алғашқы ұлғаюдың дәрежесі (дизель үшін) |
ρ = μ * Тz /( λ * Тc) |
1,4416 |
1 |
2 |
3 |
Кейігі ұлғаюдың дәрежесі |
δ= ε/ ρ |
10,404 |
Ұлғаюдың аяқ кезіндегі қысымы (дизель үшін), МПа |
Рb = Pz/ δn2 |
0,44533 |
Ұлғаюдың аяқ кезіндегі қысымы (карбюраторлы қозғалтқыш үшін),МПа |
Рb= Рz / εn2 |
|
Ұлғаюдың аяқ кезіндегі температурасы (дизель үшін) |
Тb= Tz / δn2-1 |
1516,16 |
Ұлғаюдың аяқ кезіндегі температурасы (карбюраторлықозғалтқыш үшін), К |
Тb= Тz / εn2-1 |
1678,36 |
Индикаторлық көрсеткештер |
||
Орташа теориялық индикаторлық қысым (карбюраторлы қозғалтқыш үшін), МПа |
P1iрасч=[pc/(ε-1)]*[(λ/(n2-1))*(1- 1/( εn2-1))- -(1/(n1-1))*(1-1/( εn1-1))] |
|
Орташа теориялық индикаторлық қысым (дизель үшін) , МПа |
P1iрасч =[pc/(ε-1)]*[(λ* ρ/(n2- -1))*(1-1/(δn2-1))- -(1/(n1-1))*(1-1/( εn1-1))+ +λ*(ρ-1)] |
1,19647 |
Ауаның меншікті салмағы, кг/ м3 |
Қабылдап алынды pв |
1,208 |
Қозғалтқыштың пайдалы әсерінің индикаторлық коэффициенті |
ηi=28,96*Рі *α*Lо*103/(Ни*ρвηv) |
0,53101 |
Отынның индикаторлық меншікті шығыны, г/кВт*сағ |
gi =3600*103/( Ни*ηі) |
7 |
Қозғалтқыштың тиімділік көрсеткіштері |
||
Тиімді орташа қысым,МПа |
Pе = ηм*Рі |
1,0229 |
Қозғалтқыштың тиімді пайдалы әсерінің коэффициенті |
ηе= ηі *ηм |
0,47791 |
Отынның тиімді меншікті шығыны, г/кВт*сағ |
gе = gі/ηм |
177,24 |
Отынның сағаттық шығыны, кг/сағ |
Gт = gе*Nен*10-3 |
21,446 |
Қозғалтқыштың негізгі өлшемдерін анықтау |
||
Қозғалтқыш цилиндрлерінің саны |
Қабылдап алынды i |
6 |
1 |
2 |
3 |
Қозғалтқыш ырғағының саны |
Қабылдап алынды τ |
4 |
Цилиндрдің жұмыстық көлемі, л |
Vh=30*τ*Nен/(Ре*n*і) |
1,1264 |
Цилиндрдің диаметрі, мм |
D=100*(4Vh)1/3/[π1/3*(S/D)1/3] |
117,49 |
Піспектің жүрісі, мм |
S=D*(S/D) |
103,94 |
Айналшақтың радиусы, мм |
r =0,5 * S |
92 |