5.3. Расчет нагрузок, действующих на шатунную шейку коленчатого вала (построение векторной диаграммы).
В
V-образном
двигателе на шатунную шейку коленчатого
вала действуют силы: тангенциальная
от левого и
от правого цилиндров, сопряженных с
данным кривошипом, а также центробежная
сила
от
каждого шатуна.
Построение
векторной диаграммы нагрузок на шатунную
шейку в данном двигателе в координатной
системе
,
связанной с кривошипом, нужно попарно
складывать соответствующие значения
суммарных сил
и
,
определенных с учетом сдвига фаз в
работе левого и правого цилиндров
(402°).
.
Для
построения векторной диаграммы выбирается
прямоугольная система координат
,
связанная с кривошипом, и с центром в
точке О (полюс диаграммы). За положительное
направление оси
принимается направление вниз, за
положительное направление
-
направление вправо. В этой координатной
системе для каждого угла п.к.в. производится
попарное геометрическое сложение сил
и
.
Конец вектора равнодействующей этих
сил отмечается точкой, обозначается
величиной угла
,
которому он соответствует. Соединяя
плавной кривой последовательно все
отмеченные точки, получим векторную
диаграмму сил.
Если
из центра О провести вектор любую точку
диаграммы, то он по величине и направлению
даст равнодействующую трех сил
,
и
для данного угла п.к.в.
Векторная диаграмма дает представление о нагружённости шейки по участкам ее окружности и с ее помощью может быть сделана качественная (но не количественная) оценка характера износа шейки в эксплуатации. По развернутой по углу поворота коленчатого вала диаграмме нагрузок на шатунную шейку проводится расчет шатунных подшипников коленчатого вала по максимальным и средним удельным давлениям и подбор антифрикционного материала подшипников.
При определении величины мгновенной, максимальной и средней силы, действующей па шатунную шейку коленчатого вала, необходимо не забывать, что векторная диаграмма построена для удельных сил. Следовательно, для получения абсолютных сил нужно величину удельных сил умножать на площадь поршня.
Заключение.
В курсовом проекте было выполнено краткое описание и анализ конструктивных особенностей дизеля-прототипа. Выбрана наиболее подходящая схема газотурбинного наддува.
Произведен тепловой расчёт дизеля, а также кинематический и динамический расчёт кривошипно-шатунного механизма
В тепловом расчете были получены следующие характеристики:
эффективная мощность двигателя – 4404 кВт;
индикаторное КПД – 0,46;
часовой расход топлива – 824,957 кг/ч;
расход воздуха – 26394,13 кг/ч;
количество отработавших газов – 27219,085 кг/ч.
Сравнивая эти значения с ГОСТ-овыми характеристиками дизеля, следует, что они не сильно отличаются от них, это подтверждает о правильности проделанного курсового проекта.
Также был выполнен чертеж поршня, шатуна и поперечный разрез дизеля 1Д-49 .
Список использованных источников.
Локомотивные энергетические установки: Учебник для вузов ж.-д. трансп./ А.И. Володин, В.З. Зюбанов, В.Д. Кузьмич и др.; Под ред. А.И. Володина. М.: ИПК «Железнодорожиздат», 2002. – 718с.
Пассажирский тепловоз ТЭП60. Г. А. Жилин, М. С. Малинов, М., «Транспорт», 1976, 376 с.
Проектирование тепловозных двигателей/ В.В. Водолажченко, А.А. Куриц, А.Э. Симcон и др. - М.: Транспорт, 1972. - 224 с.
Методические указание к выполнению курсового проекта по дисциплине «Локомотивные энергетические установки». – Куйбышев: КИИТ, 1990. – 32с.
Двигатели внутреннего сгорания: теория поршневых и комбинированных двигателей; Учебник для вузов/ Д.Н. Вырубов, Н.А. Иващенко, В.Ч. Ивин и др; Под ред. А.С, Орлина, М.Г. Круглова. - 4-е изд. перераб. и доп. - М.; Машиностроение, 1983. -772 с.
Проектирование тепловозных двигателей/ В.В. Водолажченко, А.А. Куриц, А.Э. Симcон и др. - М.: Транспорт, 1972. - 224 с.
Дизели: Справочник / Под ред. В.А. Ваншендта, Н.Н. Иванченко, Л.К. Келлерова. - Л.: Машиностроение, 1977. - 479 с.