- •Министерство образования рф
- •Предварительное определение мощности двигателя, проектируемого автомобиля.
- •Размеры цилиндров и скорость поршня.
- •Расчётные режимы по частоте.
- •Марка топлива.
- •13.2. Определение среднего показателя политропы расширения n2 .
- •Результаты расчётов кол-ва продуктов сгорания.
- •Результаты расчётов процесса впуска
- •Результаты расчётов процесса сжатия.
- •Результаты расчётов процесса расширения и выпуска.
- •Эффективные показатели двигателя.
- •14.5. Среднее давление механических потерь.
- •Результаты расчётов индикаторных параметров рабочего тела.
- •15. Мощностные, форсажные, массогабаритные показатели и параметры тепловой, механической и динамической напряжённости двс.
- •Омский Государственный Технический Университет
- •1. Кинематика кривошипно-шатунного механизма.
- •1.1. Общие сведения.
- •1.2. Перемещение поршня.
- •1.3. Скорость поршня.
- •1.4. Ускорение поршня.
- •2. Динамика кривошипно-шатунного механизма.
- •2.1. Общие сведения.
- •2.2. Силы давления газов.
- •2.3. Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма.
- •2.4. Силы инерции.
- •2.5. Суммарные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме.
- •2.6. Крутящий момент.
- •2.7. Силы, действующие на шатунные шейки коленчатого вала.
- •2.8. Равномерность крутящего момента и равномерность хода двигателя.
- •2.9. Расчет маховика.
- •3. Расчет поршневой группы.
- •3.1. Расчет поршня.
- •3.2. Расчет поршневого кольца.
- •3.3. Расчет поршневого пальца.
- •Список литературы.
1.2. Перемещение поршня.
В целях уменьшения высоты двигателя без значительного увеличения инерционных и нормальных сил отношение радиуса кривошипа к длине шатуна предварительно было принято в тепловом расчете =0,28. При этом условии Lш=R/λ=46,5/0,28 = 166,071 мм.
Перемещение поршня в зависимости от угла поворота кривошипа для ДВС с центральным кривошипно-шатунным механизмом
.
Для расчетов удобнее пользоваться выражением, в котором перемещение поршня является функцией только одного угла . Для практических расчетов такое выражение получают с достаточной степенью точности при замене значения
только первыми двумя членами, пренебрегая вследствие малой величины членами выше второго порядка:
.
Расчет Sx производится через каждые 30о угла поворота коленчатого вала, значения Sx занесены в таблицу 1.
1.3. Скорость поршня.
При перемещении поршня скорость его движения является величиной переменной и при постоянной частоте вращения коленчатого вала зависит только от изменения угла поворота кривошипа и отношения R/Lш
,
где - угловая скорость вращения коленчатого вала
т.к. расчет ведется для номинальной частоты, то n = 4500 об/мин и, следовательно
ω = π·n/30 = 3,142·4500/30 = 471,2 рад/с.
Максимальная скорость поршня зависит (при прочих равных условиях) от величины , учитывающей конечную длину шатуна, и достигает при <90о (+п) и >270о (-п). С увеличением максимальные значения скорости поршня растут и сдвигаются в сторону мертвых точек:
Vпmax=ωR(1+λ2)1/2=471,2·46,5·(1+0,282)1/2=22755,38м/с.
Для сравнения быстроходности двигателей в расчетах часто используют среднюю скорость поршня
Vпср=S·n/30=2ωR/π=2·471,2·46,5/3,142 = 13950 м/с.
Отношение п.max. к п.ср. для =0,24 – 0,31 составляет 1,62 – 1,64
Vпmax/Vпср=22755,38/13950 = 1,63121
Расчет п производится через каждые 30о угла поворота коленчатого вала, значения п занесены в таблицу 1.
1.4. Ускорение поршня.
Ускорение поршня
.
Максимальное значение ускорения поршня достигается при = 0о :
jmax=ω2R(1+λ)=471,2246,5·10-3·(1+0,28) = 13217,37 м/с2.
Минимальное значение ускорения поршня при:
jmin=-471,22·46,5·103·(0,28+1/(8·0,28))=-7501,2 м/с2.
Расчет j производится через каждые 30о угла поворота коленчатого вала, значения j занесены в таблицу 1.
φ0 |
|
Sx, мм |
|
υп м/с |
|
j, м/с2 |
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,28 |
13217,4 |
30 |
0,1689 |
7,85732 |
0,6215 |
13,61312 |
1,006 |
10388,3 |
60 |
0,6050 |
28,1325 |
0,9873 |
21,6336 |
0,36 |
3717,39 |
90 |
1,14 |
53,01 |
1 |
21,9126 |
-0,28 |
-2891,3 |
120 |
1,605 |
74,6325 |
0,7448 |
16,3201 |
-0,64 |
-6608,7 |
150 |
1,9 |
88,3977 |
0,378756443 |
8,29954 |
-0,726 |
-7497 |
180 |
2 |
93 |
0 |
0 |
-0,72 |
-7434,8 |
210 |
1,9 |
88,3977 |
0,378756443 |
8,29954 |
-0,726 |
-7497 |
240 |
1,605 |
74,6325 |
0,7448 |
16,3201 |
-0,64 |
-6608,7 |
270 |
1,14 |
53,01 |
1 |
21,9126 |
-0,28 |
-2891,3 |
300 |
0,605 |
28,1325 |
0,9873 |
21,6336 |
0,36 |
3717,39 |
330 |
0,1689 |
7,85732 |
0,6215 |
13,61312 |
1,006 |
10388,3 |
360 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,28 |
13217,4 |