Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
 МегаЛекции

Построение расчетной индикаторной диаграммы




При построении расчетной индикаторной диаграммы необходимо помнить, что в расчете рабочего процесса были приняты следующие допущения:

– процесс наполнения начинается в ВМТ и проходит с постоянным давлением Ра;

– процесс сжатия начинается в НМТ (точка «а»), проходит по политропе с постоянным показателем n1 и заканчивается в ВМТ (точка «с»);

– процесс сгорания начинается в точке «с», выполнятся по линейным законам cy и yz и заканчивается в точке «z»;

– процесс расширения начинается в точке «z», проходит по политропе с постоянным показателем n2 и заканчивается в НМТ (точка «в»);

– процесс выхлопа начинается в НМТ, проходит с постоянным давлением Pr и заканчивается в ВМТ.

По результатам расчета рабочего процесса строится расчетная индикаторная диаграмма двигателя (в координатах PV). Для этого в выбранных масштабах для Pj = Aj (мм) и Vi = Bi (мм) откладываются величины:

 
 


м3; (40)

м3;

м3; (41)

м3;

м3; (42)

м3.

Затем по уравнениям политроп строят кривые сжатия и расширения, задаваясь несколькими значениями объемов V1, V2, V3 и т.д., определяют соответствующие значения давлений р 1, р2, р3 и т.д.

 

Сжатие:

МПа; (43)

МПа;

МПа; (44)

МПа;

МПа; (45)

МПа.

 

Расширение:

МПа; (46)

МПа;

МПа; (47)

МПа;

МПа; (48)

МПа.

Динамический расчет

 

Для выполнения расчета сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме целесообразно воспользоваться программой Microsoft Excel, входящей в пакет программ Microsoft Office. Электронные таблицы Excel помогают упорядочить и обработать данные различных типов. Возможность использования многочисленных формул и функций облегчает пользователю выполнение следующих задач:

– анализ табличных данных и построение диаграмм различных типов;

– выполнение технических и научных расчетов по сложным формулам с использованием различных функций.

Сила газов действующих на кривошипно-шатунный механизм:

, МН (49)

Удельные силы инерции возвратно-поступательного движения масс одного цилиндра для рядного и V -образного дизеля:

, МН

где – приведенная удельная масса, кг/м2;

w – угловая скорость вращения кривошипа, с-1;

R – радиус кривошипа.

кг; (50)

c-1 ; (51)

где n – количество оборотов коленчатого вала;

 

мм; (52)

.

Удельная суммарная сила:

МН. (53)

Удельная тангенциальная сила:

МН (54)

Где угол отклонения оси шатуна от оси цилиндра (град), определяемый по формуле:

(55)

Удельная радиальная сила:

, МН. (56)

Удельная нормальная сила:

, МН (57)

Таблица 3 – Расчет действующих на кривошипно-шатунный механизм сил

  Pг Fг Fi FΣ Fτ Fr N
  0,00117 0,205 0,00511 -0,06192 -0,05681   -0,05681  
  0,001202 0,205 0,00511 -0,06156 -0,05645 -0,006 -0,05613 -0,00108
  0,001299 0,205 0,00511 -0,06048 -0,05537 -0,01169 -0,05412 -0,00212

Продолжение таблицы 3

  0,001458 0,205 0,00511 -0,0587 -0,05359 -0,01679 -0,05089 -0,00306
  0,001679 0,205 0,00511 -0,05625 -0,05114 -0,02106 -0,0466 -0,00386
  0,001959 0,205 0,00511 -0,05318 -0,04807 -0,02428 -0,04149 -0,00449
  0,002294 0,205 0,00511 -0,04954 -0,04443 -0,02631 -0,0358 -0,00492
  0,002681 0,205 0,00511 -0,0454 -0,04029 -0,02709 -0,02982 -0,00512
  0,003115 0,205 0,00511 -0,04082 -0,03571 -0,02659 -0,02384 -0,0051
  0,003591 0,205 0,00511 -0,03589 -0,03078 -0,02489 -0,01811 -0,00485
  0,004105 0,205 0,00511 -0,03069 -0,02558 -0,02208 -0,0129 -0,00437
  0,004652 0,205 0,00511 -0,02529 -0,02018 -0,01835 -0,00841 -0,0037
  0,005224 0,205 0,00511 -0,0198 -0,01468 -0,01388 -0,00478 -0,00285
  0,005817 0,205 0,00511 -0,01427 -0,00916 -0,00891 -0,00214 -0,00186
  0,006426 0,205 0,00511 -0,00881 -0,0037 -0,00366 -0,00052 -0,00078
  0,007043 0,205 0,00511 -0,00347 0,001644 0,001642 7,83E-05 0,000358
  0,007664 0,205 0,00511 0,001679 0,00679 0,006783 -0,0003 0,001507
  0,008283 0,205 0,00511 0,006573 0,011684 0,011579 -0,00156 0,002624
  0,008896 0,205 0,00511 0,011167 0,016277 0,015878 -0,00358 0,003671
  0,009496 0,205 0,00511 0,015421 0,020531 0,019564 -0,00623 0,004612
  0,010081 0,205 0,00511 0,019307 0,024417 0,022557 -0,00935 0,005419
  0,010646 0,205 0,00511 0,022807 0,027918 0,024815 -0,01279 0,006071
  0,011186 0,205 0,00511 0,025914 0,031025 0,02633 -0,01641 0,006555
  0,0117 0,205 0,00511 0,028629 0,033739 0,027121 -0,02007 0,006865
  0,012184 0,205 0,00511 0,030962 0,036072 0,027231 -0,02366 0,007001
  0,012636 0,205 0,00511 0,032932 0,038043 0,02672 -0,02708 0,00697
  0,013053 0,205 0,00511 0,034565 0,039676 0,025661 -0,03026 0,006784
  0,013434 0,205 0,00511 0,035891 0,041001 0,024129 -0,03315 0,006457
  0,013778 0,205 0,00511 0,036943 0,042054 0,022204 -0,03571 0,006007

 

Продолжение таблицы 3

  0,014083 0,205 0,00511 0,037759 0,042869 0,019961 -0,03794 0,005453
  0,014349 0,205 0,00511 0,038374 0,043484 0,017468 -0,03982 0,004812
  0,014574 0,205 0,00511 0,038824 0,043934 0,014785 -0,04137 0,004103
  0,01476 0,205 0,00511 0,039142 0,044253 0,011963 -0,0426 0,003339
  0,014904 0,205 0,00511 0,039357 0,044468 0,009045 -0,04354 0,002536
  0,015007 0,205 0,00511 0,039493 0,044603 0,006062 -0,04419 0,001705
  0,015069 0,205 0,00511 0,039567 0,044678 0,00304 -0,04457 0,000857
  0,01509 0,205 0,00511 0,039591 0,044701 5,48E-18 -0,0447 1,2E-18
  0,015069 0,2049968 0,00511 0,039567 0,044677 -0,00304 -0,04457 -0,00086
  0,015007 0,2065172 0,005184 0,039493 0,044677 -0,00607 -0,04426 -0,00171
  0,014904 0,2084359 0,005278 0,039357 0,044635 -0,00908 -0,0437 -0,00255
  0,01476 0,2111713 0,005411 0,039142 0,044553 -0,01204 -0,04289 -0,00336
  0,014574 0,2147742 0,005586 0,038824 0,04441 -0,01494 -0,04182 -0,00415
  0,014349 0,2193133 0,005807 0,038374 0,044181 -0,01775 -0,04046 -0,00489
  0,014083 0,2248768 0,006078 0,037759 0,043837 -0,02041 -0,03879 -0,00558
  0,013778 0,2315763 0,006404 0,036943 0,043347 -0,02289 -0,03681 -0,00619
  0,013434 0,2395504 0,006792 0,035891 0,042683 -0,02512 -0,03451 -0,00672
  0,013053 0,2489707 0,007251 0,034565 0,041816 -0,02704 -0,03189 -0,00715
  0,012636 0,2600488 0,00779 0,032932 0,040722 -0,0286 -0,02899 -0,00746
  0,012184 0,2730457 0,008422 0,030962 0,039384 -0,02973 -0,02583 -0,00764
  0,0117 0,2882838 0,009164 0,028629 0,037793 -0,03038 -0,02248 -0,00769
  0,011186 0,3061631 0,010034 0,025914 0,035948 -0,03051 -0,01901 -0,0076
  0,010646 0,3271825 0,011057 0,022807 0,033865 -0,0301 -0,01552 -0,00736
  0,010081 0,3519672 0,012263 0,019307 0,031571 -0,02916 -0,01209 -0,00701
  0,009496 0,381307 0,013691 0,015421 0,029112 -0,02774 -0,00883 -0,00654

 

Продолжение таблицы 3

  0,008896 0,4162059 0,01539 0,011167 0,026557 -0,02591 -0,00584 -0,00599
  0,008283 0,4579509 0,017422 0,006573 0,023995 -0,02378 -0,0032 -0,00539
  0,007664 0,5082044 0,019868 0,001679 0,021547 -0,02153 -0,00094 -0,00478
  0,007043 0,569132 0,022833 -0,00347 0,019367 -0,01934 0,000923 -0,00421
  0,006426 0,6435764 0,026456 -0,00881 0,01765 -0,01748 0,002478 -0,00373
  0,005817 0,7352961 0,03092 -0,01427 0,016647 -0,01619 0,003886 -0,00339
  0,005224 0,8492899 0,036469 -0,0198 0,016673 -0,01576 0,005433 -0,00324
  0,004652 0,9922269 0,043425 -0,02529 0,018131 -0,01648 0,007553 -0,00332
  0,004105 1,1729938 0,052223 -0,03069 0,021536 -0,01859 0,010865 -0,00368
  0,003591 1,4033261 0,063434 -0,03589 0,027543 -0,02227 0,016209 -0,00434
  0,003115 1,6983672 0,077794 -0,04082 0,036972 -0,02753 0,024677 -0,00528
  0,002681 2,0767074 0,096208 -0,0454 0,050811 -0,03416 0,037612 -0,00646
  0,002294 2,5588225 0,119673 -0,04954 0,070132 -0,04153 0,056511 -0,00776
  0,001959 3,1617085 0,149016 -0,05318 0,095836 -0,0484 0,082715 -0,00895
  0,001679 3,8862287 0,184279 -0,05625 0,128028 -0,05272 0,116671 -0,00966
  0,001458 4,6944786 0,223617 -0,0587 0,164919 -0,05169 0,15661 -0,00941
  0,001299 5,4832849 0,262009 -0,06048 0,201529 -0,04255 0,196986 -0,0077
  0,001202 6,0810722 0,291103 -0,06156 0,229542 -0,02439 0,228243 -0,0044
  0,00117 6,3070807 0,302103 -0,06192 0,24018 -5,9E-17 0,24018 -1,3E-17
  0,001171 10,51 0,506663 -0,06191 0,444754 0,009469 0,444653 0,001708
  0,001175 10,51 0,506663 -0,06187 0,444797 0,018936 0,444394 0,003415
  0,001182 10,51 0,506663 -0,06179 0,44487 0,028396 0,443963 0,005123
  0,001191 10,51 0,506663 -0,06169 0,444971 0,037848 0,443359 0,00683
  0,001202 10,51 0,506663 -0,06156 0,445102 0,047288 0,442583 0,008536
  0,001216 10,51 0,506663 -0,0614 0,445261 0,056713 0,441635 0,010242

 

Продолжение таблицы 3

  0,001233 10,51 0,506663 -0,06121 0,445449 0,066121 0,440514 0,011947
  0,001253 10,51 0,506663 -0,061 0,445666 0,075508 0,439222 0,013652
  0,001274 10,51 0,506663 -0,06075 0,44591 0,084872 0,437759 0,015355
  0,001299 10,51 0,506663 -0,06048 0,446184 0,094209 0,436124 0,017058
  0,001326 10,51 0,506663 -0,06018 0,446485 0,103516 0,434319 0,018759
  0,001355 10,51 0,506663 -0,05985 0,446814 0,112791 0,432343 0,020459
  0,001387 10,51 0,506663 -0,05949 0,44717 0,122031 0,430197 0,022157
  0,001422 10,51 0,506663 -0,05911 0,447554 0,131232 0,427881 0,023854
  0,001458 10,51 0,506663 -0,0587 0,447965 0,140392 0,425397 0,025549
  0,001679 8,680635 0,417626 -0,05625 0,361376 0,148799 0,32932 0,027269
  0,001959 7,182915 0,344731 -0,05318 0,291552 0,147249 0,251635 0,027225
  0,002294 5,9150931 0,283025 -0,04954 0,233485 0,138276 0,188135 0,02584
  0,002681 4,883592 0,232821 -0,0454 0,187424 0,126016 0,138736 0,023841
  0,003115 4,0603704 0,192754 -0,04082 0,151933 0,113138 0,101407 0,021703
  0,003591 3,4079693 0,161001 -0,03589 0,125111 0,101152 0,073627 0,019703
  0,004105 2,8908431 0,135833 -0,03069 0,105145 0,090784 0,053045 0,017977
  0,004652 2,4791707 0,115796 -0,02529 0,090502 0,082276 0,0377 0,016581
  0,005224 2,1492997 0,099741 -0,0198 0,079946 0,075583 0,02605 0,015516
  0,005817 1,8829621 0,086778 -0,01427 0,072505 0,070502 0,016925 0,014753
  0,006426 1,6662082 0,076229 -0,00881 0,067423 0,066755 0,009464 0,014246
  0,007043 1,4884174 0,067575 -0,00347 0,064109 0,064036 0,003054 0,013942
  0,007664 1,3414882 0,060424 0,001679 0,062103 0,062044 -0,00272 0,013783
  0,008283 1,2192124 0,054473 0,006573 0,061046 0,060501 -0,00814 0,013712
  0,008896 1,1168024 0,049489 0,011167 0,060655 0,059169 -0,01334 0,013679
  0,009496 1,0305404 0,04529 0,015421 0,060711 0,05785 -0,01842 0,013637

Продолжение таблицы 3
  0,010081 0,957518 0,041736 0,019307 0,061043 0,056391 -0,02337 0,013547
  0,010646 0,895443 0,038715 0,022807 0,061522 0,054685 -0,02819 0,013379
  0,011186 0,8424964 0,036138 0,025914 0,062052 0,052663 -0,03282 0,013111
  0,0117 0,7972244 0,033934 0,028629 0,062563 0,050291 -0,03721 0,01273
  0,012184 0,7584584 0,032048 0,030962 0,06301 0,047566 -0,04132 0,012229
  0,012636 0,7252538 0,030432 0,032932 0,063364 0,044505 -0,0451 0,011609
  0,013053 0,6968437 0,029049 0,034565 0,063614 0,041143 -0,04852 0,010876
  0,013434 0,6726035 0,027869 0,035891 0,06376 0,037523 -0,05155 0,010041
  0,013778 0,6520235 0,026867 0,036943 0,063811 0,033692 -0,05419 0,009115
  0,014083 0,6346884 0,026024 0,037759 0,063782 0,029699 -0,05645 0,008113
  0,014349 0,6202602 0,025321 0,038374 0,063695 0,025587 -0,05833 0,007049
  0,014574 0,6084666 0,024747 0,038824 0,063571 0,021393 -0,05986 0,005936
  0,01476 0,5990906 0,024291 0,039142 0,063433 0,017149 -0,06107 0,004787
  0,014904 0,5919637 0,023944 0,039357 0,063301 0,012875 -0,06198 0,00361
  0,015007 0,5869598 0,023701 0,039493 0,063194 0,008588 -0,06261 0,002416
  0,015069 0,5839916 0,023556 0,039567 0,063123 0,004295 -0,06298 0,001211
  0,01509 0,5830079 0,023508 0,039591 0,063099 2,32E-17 -0,0631 5,1E-18
  0,015069 0,179 0,003845 0,039567 0,043412 -0,00295 -0,04331 -0,00083
  0,015007 0,179 0,003845 0,039493 0,043338 -0,00589 -0,04294 -0,00166
  0,014904 0,179 0,003845 0,039357 0,043202 -0,00879 -0,0423 -0,00246
  0,01476 0,179 0,003845 0,039142 0,042987 -0,01162 -0,04139 -0,00324
  0,014574 0,179 0,003845 0,038824 0,042669 -0,01436 -0,04018 -0,00398
  0,014349 0,179 0,003845 0,038374 0,042219 -0,01696 -0,03866 -0,00467
  0,014083 0,179 0,003845 0,037759 0,041604 -0,01937 -0,03682 -0,00529
  0,013778 0,179 0,003845 0,036943 0,040788 -0,02154 -0,03464 -0,00583
  0,013434 0,179 0,003845 0,035891 0,039736 -0,02338 -0,03213 -0,00626
  0,013053 0,179 0,003845 0,034565 0,03841 -0,02484 -0,0293 -0,00657

Продолжение таблицы 3

  0,012636 0,179 0,003845 0,032932 0,036777 -0,02583 -0,02618 -0,00674
  0,012184 0,179 0,003845 0,030962 0,034807 -0,02628 -0,02283 -0,00676
  0,0117 0,179 0,003845 0,028629 0,032474 -0,0261 -0,01932 -0,00661
  0,011186 0,179 0,003845 0,025914 0,029759 -0,02526 -0,01574 -0,00629
  0,010646 0,179 0,003845 0,022807 0,026652 -0,02369 -0,01221 -0,0058
  0,010081 0,179 0,003845 0,019307 0,023152 -0,02139 -0,00886 -0,00514
  0,009496 0,179 0,003845 0,015421 0,019266 -0,01836 -0,00584 -0,00433
  0,008896 0,179 0,003845 0,011167 0,015012 -0,01464 -0,0033 -0,00339
  0,008283 0,179 0,003845 0,006573 0,010418 -0,01033 -0,00139 -0,00234
  0,007664 0,179 0,003845 0,001679 0,005524 -0,00552 -0,00024 -0,00123
  0,007043 0,179 0,003845 -0,00347 0,000379 -0,00038 1,8E-05 -8,2E-05
  0,006426 0,179 0,003845 -0,00881 -0,00496 0,004912 -0,0007 0,001048
  0,005817 0,179 0,003845 -0,01427 -0,01043 0,01014 -0,00243 0,002122
  0,005224 0,179 0,003845 -0,0198 -0,01595 0,01508 -0,0052 0,003096
  0,004652 0,179 0,003845 -0,02529 -0,02145 0,019499 -0,00893 0,00393
  0,004105 0,179 0,003845 -0,03069 -0,02684 0,023176 -0,01354 0,004589
  0,003591 0,179 0,003845 -0,03589 -0,03205 0,025909 -0,01886 0,005047
  0,003115 0,179 0,003845 -0,04082 -0,03698 0,027535 -0,02468 0,005282
  0,002681 0,179 0,003845 -0,0454 -0,04155 0,027938 -0,03076 0,005286
  0,002294 0,179 0,003845 -0,04954 -0,0457 0,027062 -0,03682 0,005057
  0,001959 0,179 0,003845 -0,05318 -0,04933 0,024916 -0,04258 0,004607
  0,001679 0,179 0,003845 -0,05625 -0,05241 0,021578 -0,04776 0,003954
  0,001458 0,179 0,003845 -0,0587 -0,05485 0,017191 -0,05209 0,003128
  0,001299 0,179 0,003845 -0,06048 -0,05663 0,011958 -0,05536 0,002165
  0,001202 0,179 0,003845 -0,06156 -0,05772 0,006132 -0,05739 0,001107
  0,00117 0,179 0,003845 -0,06192 -0,05808 2,85E-17 -0,05808 6,26E-18

 

 

Рисунок 2 – диаграмма зависимости сил газа от угла φ

 

Рисунок 3 – диаграмма зависимости сил инерции Fj от угла φ

 

Рисунок 4 – диаграмма зависимости суммарной силы FΣ от угла φ

 

Рисунок 5 – диаграмма зависимости тангенциальной силы Fτ от угла φ

 

Рисунок 6 – диаграмма зависимости радиальной силы Fr от угла φ

 

Рисунок 7 – диаграмма зависимости нормальной силы N от угла φ

 

Гильза цилиндра

Конструкция гильзы цилиндра (Рисунок 8) дизелей типа Д49 так называемого подвесного типа. Важным преимуществами такого типа гильз являются: возможность сборки втулки с крышкой цилиндра в виде отдельного комплекта дизеля, при этом до установки в дизель опрессовывают комплект гильза – крышка и

 

1 - Гильза; 2 - рубашка; 3,4,5,6,9 – уплотнительные кольца; 7 – прокладка газового стыка; 8 – втулка перетока воды в крышку; 10 – прокладка; 11- шпилька; а – скос; б – полость охлаждения; в – отверстие подвода воды; г, д – отверстия; е – теплоизолирующий слой втулки

Рисунок 8 – Гильза цилиндра

 

 

проверяют деформацию зеркала втулки после затяжки шпилек, соединяющих гильзу с крышкой. В подвесной гильзе нет жесткой связи втулки с блоком цилиндров, в результате чего газовый стык выведен из силовой схемы остова дизеля и разгружен от осевых усилий давления сгорания. Выбранная конструкция и материал гильзы обеспечивают необходимую прочность в условиях совместного действия газовых сил, тепловых деформаций, усилий затяжки шпилек крепления к крышке цилиндра и бокового давления поршня; работоспособность трущихся пар тронк поршня – гильза и поршневое кольцо – гильза; повышенную стойкость против коррозионно – кавитационных повреждений поверхностей, подверженных воздействию охлаждающей воды. Указанным требования удовлетворяет применяемый для гильз дизелей типа Д49 антифрикционный легированный чугун. Повышение антифрикционных свойств, улучшение прирабатываемости гильзы с поршнем и поршневыми кольцами в начальный период работы обеспечивается фосфатированием рабочей поверхности гильзы. На гильзу напрессованы алюминиевая рубашка 2. Между гильзой и рубашкой образована полость б для охлаждающей воды, поступающей из отверстия в в блоке цилиндров. В крышку цилиндров вода проходит через втулки 8. Снижение температурного перепада по сечению верхнего пояса гильзы достигается установкой переточных втулок 8, покрытых с внешней стороны теплоизолирующим слоем и изолированных по торцу от гильзы цилиндров с помощью паронитовой прокладки 10. Отличительной особенностью гильзы цилиндров является изолирование резиновых уплотнительных колец 4 верхнего пояса от непосредственного воздействия высоких температур.

Газовый стык между гильзой и крышкой цилиндра уплотнен стальной омедненной прокладкой 7 (см. Рисунок 8) и стянут шпильками 11. Два отверстия г используют для крепления приспособления, удерживающего поршень при монтаже и демонтаже цилиндрового комплекта. В отверстии д устанавливают монтажный болт для предотвращения сползания рубашки при транспортировки комплекта. При сборке с крышкой цилиндра и установке в блок гильзу устанавливают скосом а на сторону всасывания. На шпильку, расположенную над скосом а, устанавливают глухую гайку и резиновое кольцо 3, поскольку они расположены в масляной полости крышки цилиндра. Коррозионно – кавитационная стойкость гильзы и рубашки в значительной степени зависит от качества применяемой воды и присадки к воде.

 


Заключение

В данном курсовом проекте был произведен расчет рабочего процесса двигателя, который включает в себя расчет параметров, индикаторных и эффективных показателей циклов. Был, также, произведен расчет размеров и теплового баланса.

На основе расчетов была построена индикаторная диаграмма и графики сил действующих на кривошипно-шатунный механизм. Так же рассмотрен такой узел, как гильза цилиндра.

 

Список литературы

1. А.Е. Богославский «Методические указания к выполнению курсового проекта часть 1»;

2. А.Е. Богославский «Методические указания к выполнению курсового проекта часть 2»;

3. «Тепловозные двигатели типа Д49» под редакцией канд. тех. Наук Е.А. Никитина, Москва «Транспорт» 1982 г.

 
Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...