Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2370.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
6.46 Mб
Скачать

4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММ

Разработать программы расчёта нижеследующих деталей с использованием :

табличного процессора Microsoft Office Excel;

С

 

языка программирования Visual Basic of Application. Диалого-

вые окна могут быть разработаны в любом из вариантов, представ-

ленных в подразделах 3.1, 3.3.

 

Исходные данные для расчёта взять из курсовых работ по дис-

Напряжение

в днище поршня

циплинам «Теор я рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания» [8, 11], «Д нам ка двигателей» [9, 11] и курсового проекта по дисципл не «Констру рование двигателей» [10, 11] или у преподавателя.

ЗАДАНИЕ № 1

Дн ще поршня рассчитывают на изгиб от действия максималь-

 

 

 

 

 

 

 

А

ных газовых с л pmax. При этом днище условно принимают за равно-

мерно нагруженную плиту, сво одно опирающуюся на цилиндр.

Наибольшееизгибадавление газов достигается :

у бензиновых двигателей на режиме максимального крутящего

момента;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

дизелей на режиме максимальной мощности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М

из

 

 

r

2

 

 

 

 

 

 

 

σ

из

 

 

p

max

 

i

,

 

 

 

 

 

 

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ

 

 

 

1

 

 

 

 

 

из

 

 

 

 

 

 

И

где М

 

 

p

r3 изгибающий момент;

 

3

 

 

из

 

 

max

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

 

1

r δ2

момент сопротивления изгибу плоского днища;

 

 

 

из

 

3

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pmax = pz максимальное давление сгорания;

толщина днища поршня [9];

 

 

 

 

 

r

D

(s t t) внутренний радиус днища;

 

i

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s – толщина стенки головки поршня [10]; t – радиальная толщина кольца [10];

t– радиальный зазор кольца вканавке поршня[10].

44

Допустимыенапряженияизгиба[ из]:

без рёбер жёсткости: алюминиевые сплавы 20…25 МПа, чу-

гун – 40…50 МПа;

с рёбрами жёсткости: алюминиевые сплавы 50…150 МПа, чугун – 80…200 МПа.

ЗАДАНИЕ № 2

Удельное давление поршня на стенку цилиндра

q

Nmax

 

– удельное давление юбки поршня,

h D

1

 

 

 

 

ю

 

С

– удельное давление всей высоты поршня,

q

Nmax

2

 

H D

 

где Nmax – на

 

 

 

нормальная сила, действующая на стенку ци-

л ндра

ра оте двигателя на режиме максимальной

при

мощности

определяемая в динамическом расчёте;

H – высота поршня [10];

hю – высотабольшаяю ки поршня [10].

Как правило q1 = 0,3…1,0 МПа, q2 = 0,2…0,7 МПа.

З Д НИЕ № 3

Напряжение в верхней кольцевой перемычке поршня

Перемычка рассчитываетсяАкак кольцевая пластина, защемлённая

по окружности основания канавки. Рассчитывают её на срез и на из-

гиб от действия максимальных газовых сил.

 

Напряжение среза

 

 

 

 

 

0,0314 pmax D

 

τ

 

Д,

 

 

hп

 

гдеDиhп –диаметрцилиндраитолщинаверхнейкольцевойперемычки[10].

Напряжение изгиба

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

σиз 0,0045 pzmax h

И.

 

 

п

 

Сложное напряжение по третьей теории прочности

 

 

 

σ

σиз2 4 τ2

.

 

45

Допускаемое напряжение [ ] : алюминиевые сплавы 30…40 МПа, чугун – 60…80 МПа.

ЗАДАНИЕ № 4

Напряжение овализации на внешней поверхности пальца

Расчётная сила, действующая на поршневой палец :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P pzmax Fп k Pj ,

где k – коэфф ц ент, учитывающий массу поршневого пальца,

k = 0,76…0,86;

 

 

 

 

 

 

 

 

ли

 

 

 

 

pz max – макс мальное давление газов;

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

6

– сила инерции поршневой группы при

СP m ω R (1 λ) 10

 

j

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n = nМ N

;

бА

mп – масса поршневой группы;

 

 

λ

R

 

– отношен е радиуса кривошипа к длине шатуна.

Lш

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Напряжен е овал зации пальца определяют для горизонтальной

и вертикальной плоскостей на внешней и внутренней плоскостях. При

этом оно не должно превышать 300…350 МПа.

В горизонтальной плоскости ( = 00) напряжение овализации

равно

 

 

 

15 P

 

(2 α) (1 α)

 

1

 

 

 

 

 

[0,19

 

] [0,1 (α 0,4)3],

 

 

 

 

 

 

 

00

l

 

d

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

п

 

п

 

 

 

 

 

 

где dп – наружный диаметр пальца;

lп – длина опорной поверхности пальца в головке шатуна.

В вертикальной плоскости ( = 900) напряжение овализации рас-

считывается как

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

900

 

15 P

[0,174

(2 α) (1 α)

 

0,636

] [0,1 (α 0,4)3].

lп dп

(1 α)2

 

 

 

 

 

1 α

ЗАДАНИЕ № 5

Эпюра давления компрессионного кольца на зеркало цилиндра

Давление кольца на стенку цилиндра в различных точках окружности вычисляется по формуле

p pср μк,

46

где к – переменный коэффициент, определяемый изготовителем в соответствии с принятой формой эпюры давления кольца на зеркало цилиндра.

Для бензинового двигателя принимаем pср = 0,186 МПа, а эпюру давления кольца каплевидной формы (рис. 32) с параметрами, представленными в табл. 12.

Таблица 12

Расчёт эпюры давлен я компрессионного кольца на зеркало цилиндра

Угол положен я

 

 

 

 

 

 

 

давления

0

30

60

90

120

150

180

кольца, град

1,05

1,04

1,02

1,00

1,02

1,27

1,50

 

СКоэфф ц ент к

 

 

 

 

 

 

 

Давлен е p, МПа

 

 

 

 

 

 

 

бА

 

 

 

p, МПа

 

 

p, МПа

 

 

 

0,4

1800

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1500

0,3

 

1500

 

 

 

 

Д0

 

 

0,2

 

 

 

 

 

 

1200

0,1

 

 

1200

 

 

 

900

0

 

 

900

 

 

 

600

 

 

И

 

 

 

60

 

 

 

300

 

00

300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 32. Эпюра давления компрессионного кольца бензинового двигателяна зеркало цилиндра

47

ЗАДАНИЕ № 6

Расчёт коренных шеек коленчатого вала

илы и моменты, действующие на коленчатый вал, определяют при динамическом расчёте двигателя по следующим формулам:

С

 

 

P Pг Pj ,

 

 

 

где РГ – с ла давлен

я газа, берут из теплового расчёта,

Рj – с ла нерц

рассчитывается по формуле

при

 

P m

j

r ω2 F (cos λ cos2 ),

j

 

 

п

где mj – суммарная масса; R – рад ус кр вош па;

φ – угол поворота кривошипа, изменяется в диапазоне от 0 до 7200, расчёте ерётся через 300.

mj mп mшп ,

где mп – масса поршневой группы;

mшп – масса шатуна, отнесённая к пальцу.

 

S

P

,

 

 

 

 

 

 

cosβ

 

 

Д

где S – силаб, действующая вдольАоси шатуна [10];

β – угол качания шатуна.

 

 

 

И

K

P cos β ,

 

 

cosβ

 

 

 

где K – нормальная сила, действующая в плоскости кривошипа от сил газови сил инерции поступательно движущихся масс[10].

T Рsin β ,

cosβ

где Т – тангенциальная сила, действующая перпендикулярно плоскости кривошипа [10].

48

ЗАДАНИЕ № 7

Параметры процесса впуска

Плотность рабочего тела (заряда) на впуске вычисляется исходя из значений температуры и давления окружающего воздуха :

С

 

 

 

 

 

P 106

 

 

 

3

 

 

 

ρ

0

 

 

 

0

 

 

кг/м ,

 

 

 

 

R Т

 

 

 

 

 

 

 

 

в

k

 

 

 

 

где P0

Т0 – соответственно давление и температура окружающей среды,

 

P0=0,1 МПа, Т0

=293 К;

 

 

 

 

Потери

 

 

 

 

 

 

 

 

Rв= 287 Дж/(кг∙град) – удельная газовая постоянная воздуха.

 

давлен я на впуске определяют из уравнения Бернулли

 

Р

 

2 ξ

 

 

)

ωвп2

 

ρ

 

10 6 МПа,

 

 

 

 

2

 

 

 

a

 

 

 

вп

 

 

 

0

 

где

– коэфф ц ент затухания скорости движения воздуха в сече-

 

н ц л ндра;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вп

– коэфф ц ент сопротивления впускной системы, отнесён-

 

ный к на

 

олее узкому её сечению;

ωвп

 

А

– средняя скорость потока воздуха в наименьшем сечении

 

впускнойбсистемы;

 

0

– плотность воздуха на впуске.

 

 

В современных автомо ильных двигателях на номинальном ре-

жиме (β2 ξвп) 2,5...4,0.

Скорость свежего заряда в проходном сечении клапана определяют по формуле

ωвп

0,05433 Sп nN

 

Fп

м/с.

 

 

 

 

 

 

 

 

f

кл

И

 

 

 

 

 

 

 

Ход поршня

 

 

Д

 

Sп

 

30 CN

м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nN

 

 

 

Средняя скорость поршня на номинальном режиме работы двигателя принимается равной CN = 8…11 м/с.

Отношение площади поршня к проходному сечению впускного клапана принимают равным Fп/fкл = 5,0.

Давление в конце впуска определяет количество рабочего тела, поступающего в цилиндр

Рa Р0 Ра МПа.

49

Создать

 

5. ТРЁХМЕРНОЕ ТВЁРДОТЕЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

 

КОМПАС-3D

и

рабочий чертёж 2-D трёхмерную модель 3-D любого ракурса в системе трёхмерного твёр-

дотельного моделирован я КОМПАС-3D.

 

ЗАДАНИЕ № 1

б

 

А

 

Д

 

И

 

Рис. 33. Рабочий чертёж гильзы

50

С

 

и

 

б

 

А

Д

Рис. 34. Гильза

И

 

51

С ЗАДАНИЕ № 2

и б А Д И

Рис. 35. Рабочий чертёж крышки подшипника

52

Си б А Д

Рис. 36. Крышка подшипникаИ

53

С

ЗАДАНИЕ № 3

и

б

А

 

Д

 

И

Рис. 37. Рабочий чертёж маховика

54

С

 

и

 

б

 

А

Д

Рис. 38. Маховик

И

 

55

С ЗАДАНИЕ № 4

и б А Д И

Рис. 39. Рабочий чертёж корпуса распылителя

56

Си б А Д Рис. 40. Корпус распылителяИ

57

С ЗАДАНИЕ № 5

и б А Д И

Рис. 41. Рабочий чертёж коленчатого вала дизеля -35

58

Си б А Д Рис. 42. Коленчатый вал дизеляИ-35

59

С ЗАДАНИЕ № 6

и б А Д И

Рис. 43. Рабочий чертёж коленчатого вала дизеля Д-54

60

Си б А Д

Рис. 44. Коленчатый вал дизеляИ-54

61

С ЗАДАНИЕ № 7

и б А Д И

Рис. 45. Сборочный чертёж коленчатого вала КАМАЗ-740

62

Си б А Д

Рис. 46. Коленчатый вал КАМАЗИ-740

63

С ЗАДАНИЕ № 8

и б А Д И

Рис. 47. Рабочий чертёж коленчатого вала двигателя ЗиС-120

64

Си б А Д

Рис. 48. Коленчатый вал двигателяИЗиС-120

65

С

ЗАДАНИЕ № 9

и

б

А

 

Д

 

И

Рис. 49. Рабочий чертёж стойки коромысел

66

Си б А Д Рис. 50. Стойка коромыселИ

67

С ЗАДАНИЕ № 10

и б А Д И

Рис. 51. Рабочий чертёж шкива коленчатого вала

68

Си б А Д

Рис. 52. Шкив коленчатогоИвала

69

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]