Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Севастопольский государственный университет»

Политехнический институт

Проектирование и расчет двигателей внутреннего сгорания

Методические указания к выполнению практических работ для студентов направления 23.03.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» и 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства» очной формы обучения

Дисциплина:

Энергетические установки автомобилей и тракторов

Севастополь

2016

УДК 629.113

Проектирование и расчет двигателей внутреннего сгорания. Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине «Энергетические установки автомобилей и тракторов» / Сост. П.К. Сопин, А.А. Харченко, А.В. Шимченко. – Севастополь: Изд-во СевГУ, 2016.  63 c.

Настоящие методические указания предназначены для оказания помощи студентам при выполнении практических работ по дисциплине «Энергетические установки автомобилей и тракторов». Излагаются основные теоретические сведения, порядок проведения расчетов и подбора параметров при проектировании ДВС.

Методические указания предназначены для студентов направлений «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» и «Наземные транспортно-технологические средства» очной формы обучения.

Методические рекомендации рассмотрены и утверждены на заседании кафедры «Автомобильный транспорт»

(протокол № __ от __.__.20___)

Рецензент: канд. техн. наук, доцент кафедры «Приборные системы и автоматизация технологических процессов» Филипович О.В.

СОДЕРЖАНИЕ

Практическое занятие №1. Кинематический анализ кривошипно-шатунного (ползунного) механизма..............................................................................................................4

Практическое занятие №2. Кинематика кривошипно-шатунного механизма...............13

Практическое занятие №3. Динамический анализ кривошипно-шатунного (ползунного) механизма............................................................................................................17

Практическое занятие №4. Расчет и конструирование поршневой группы..................26

Практическое занятие №5. Расчет и конструирование шатунной группы....................36

Практическое занятие №6. Расчет гильзы цилиндра.......................................................48

Практическое занятие №7. Расчет головки блока цилиндров.........................................52

Библиографический список................................................................................................59

Приложение А......................................................................................................................60

Практическое занятие №1 кинематический анализ кривошипно-шатунного (ползунного) механизма

Цель занятия: изучить методику определения линейных скоростей и ускорений точек, а также угловых скоростей и ускорений звеньев кривошипно-шатунного механизма графоаналитическим методом

1.1 Краткие теоретические сведения

При расчете цикла двигателя внутреннего сгорания определяются основные параметры и размеры его (давление, литраж, диаметр цилиндра, ход поршня), обеспечивающие получение заданной эффективной мощности и крутящего момента на номинальном режиме. Имея эти данные, можно рассчитать размеры основных деталей двигателя, гарантирующие его работоспособность, прочность, надежность и требуемый срок службы. Такой расчет может быть сделан лишь в результате кинематического и динамического анализа работы двигателя, первым этапом которых является кинематический анализ кривошипно-шатунного механизма.

Кинематический анализ позволяет выявить законы движения деталей кривошипно-шатунного механизма при известном законе движения кривошипа (коленчатого вала).

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

Рисунок 1.1 – Основные конструктивные схемы кривошипно-шатунных механизмов автомобильных и тракторных двигателей.

В автомобильных и тракторных двигателях применяются в основном следующие три конструктивные схемы кривошипно-шатунного механизма (КШМ) (рисунок 1.1):

а) центральный КШМ, у которого ось цилиндра пересекается с осью коленчатого вала;

б) смещенный КШМ, у которого ось цилиндра смещена относительно оси коленчатого вала на величину a;

в) V- образный КШМ, у которого два шатуна, работающие на левый и правый цилиндры, размещены на одном кривошипе коленчатого вала.

Кинематический анализ заключается в определении законов движения точек и звеньев механизма без учета действия на них сил по известному закону движения входного звена. Характеристиками механического движения являются перемещения, скорости и ускорения.

Линейные скорости и ускорения точек считаются известными, если известны их величина и направление. Величина скорости измеряется в м/с, а величина ускорения – в м/с². Направление определяется вектором. Характеристиками звена, совершающего вращательное движение, являются угловая скорость и угловое ускорение, измеряемые в рад/с (с^-1) и рад/с² (с^-2). Угловая скорость и угловое ускорение определяются круговыми векторами.