- •Министерство образования Российской Федерации
- •Двигатель автомобильный
- •Оглавление
- •Задание на курсовой проект № 1.
- •1. Тепловой расчет двигателя.
- •1.1.Обоснование параметров.
- •Методика выбора параметров теплового расчета.
- •Степень сжатия – одна из важнейших характеристик двигателя, повышение e (до определённых пределов ) способствует росту мощности и улучшению экономичности двигателя.
- •2. Динамический расчет двигателя.
- •2.1. Методика динамического расчета
- •3. Расчет механизмов двигателя и его систем.
- •3.1. Расчетные режимы.
- •4. Расчет деталей цилиндровой группы.
- •4.1. Расчет стенки цилиндра.
- •4.2. Расчет силовых шпилек (болтов) крепления головки.
- •5. Расчет деталей поршневой группы.
- •5.1. Расчет поршня.
- •5.2. Расчет поршневого пальца.
- •5.3. Расчет поршневого кольца.
- •По статистическим данным:
- •6. Расчет деталей шатунной группы.
- •6.1. Расчет шатуна.
- •6.2. Расчет крышки нижней головки шатуна.
- •6.3. Расчет шатунных болтов
- •7. Расчет коленчатого вала.
- •7.1. Расчет шеек коленчатого вала на износостойкость
- •7.2. Расчет коленчатого вала на прочность.
- •Размеры элементов коленчатого вала
- •8. Расчет газораспределительного механизма.
- •8.1. Определение проходных сечений грм
- •8.2. Профилирование кулачка грм
- •8.3. Расчет клапанной пружины
- •8.4. Расчет распределительного вала
- •9. Расчет системы смазки.
- •9.1. Расчет подшипников
- •9.2. Расчет масляного насоса
- •10. Расчет системы охлаждения.
- •10.1. Расчет жидкостного насоса
- •10.2. Расчет жидкостного радиатора
- •10.3. Расчет вентилятора
- •Заключение
8.4. Расчет распределительного вала
Рис.5. Расчет распределительного вала.
Распределительный вал изготавливают из углеродистых (40, 45) или легированных (15Х, 12ХН3А) сталей и легированных чугунов.
Наибольшие нагрузки распределительный вал испытывает в момент открытия выпускного клапана на режиме максимальной мощности. При этом на него действуют сила предварительной затяжки пружины Рпр, сила инерции деталей клапанного механизма Pj1 и сила давления газов Рг, приведенные к толкателю:
.
.
Здесь
,
где рц и рr – соответственно давление в цилиндре в момент открытия выпускного клапана и давление газов в выпускном коллекторе, МПа;
- площадь горловины выпускного клапана, м2.
– максимальная сила инерции клапанного
.
– максимальная сила инерции клапанного механизма в начале подъема клапана.
Значение ускорения толкателя в начале подъема клапана зависит от выбранного профиля кулачка:
, м/с2 – тангенциальный кулачок.
. , м/с2.
Основным расчетом распределительного вала является расчет на жесткость, который заключается в определении стрелы прогиба под действием силы Рт:
, м,
м,
где а и b – расстояния от опор до точки приложения силы Рт, м;
l – расстояние между опорами вала, м;
dр и dip – наружный и внутренний диаметры распределительного вала, м;
Е = 2,2105 – модуль упругости первого рода для сталей, МПа.
Величина прогиба не должна превышать 0,02…0,05 мм.
9. Расчет системы смазки.
9.1. Расчет подшипников
Расчет подшипников скольжения на основе гидродинамической теории смазки заключается в определении минимально допустимого зазора между валом и подшипником, при котором сохраняется надежное жидкостное трение.
Расчет производится для режима максимальной мощности.
Среднее давление на шатунную шейку:
,
.
где =4,3- среднее относительное усилие на шатунную шейку, взятое из динамического расчета, МПа;
=0,0108- площадь поршня, м2;
=0,02- ширина шатунного вкладыша, м;
=0,0448- диаметр шатунной шейки, мм.
Минимальная толщина слоя смазки при работе подшипника определяется следующим образом:
,
,
где - кинематическая вязкость масла при рабочей температуре (100 0С), сСт;
=900, кг/м3 – плотность масла при рабочей температуре;
- частота вращения коленчатого вала на режиме максимальной мощности, об/мин;
=0,610-3 – относительный зазор в подшипнике.
Величина критического слоя масла в подшипнике, при котором возможен переход жидкостного трения в сухое:
,
,
где и - высоты неровностей поверхностей шейки и вкладыша соответственно.
Значение высоты неровностей поверхностей шейки при различных видах механической обработки находятся в пределах:
чистовое полирование: =(0,4)10-3 мм.
Высота неровностей рабочей поверхности вкладышей после алмазного точения равна =(1,6)10-3 мм.
Коэффициент запаса надежности подшипника:
.