 |
Динамический расчет двигателя
|
|
|
|
Сила давления газов
Во время работы двигателя на кривошипно-шатунный механизм действуют силы давления газов и силы инерции. Силы инерции масс кривошипно-шатунного механизма, движущихся с переменными по величине и направлению скоростями, возникают на всех режимах работы двигателя и для ряда деталей являются основными расчетными силами.
Для определения характера изменения сил по углу поворота коленчатого вала их величины определяют для ряда отдельных положений вала, обычно через каждые 30о.
Поправка по методу Брикса: 
Сила давления газов на поршень, Н
, (67)
где 
– давление газов в цилиндре, МПа;
– давление окружающей среды, МПа;
– площадь поршня, м2, 
м2
Н
Приведение масс кривошипно-шатунного механизма
Масса возвратно-движущихся частей m на основании сделанного выше допущения представляется суммой
, (68)
где 
- масса поршневого комплекта, кг;
- масса шатуна, сосредоточенная в верхней головке и совершающая возвратно-поступательное движение, кг.
Масса неуравновешенных вращающихся частей равна:
, (69)
где 
- неуравновешенная и редуцированная на радиус r масса одного колена (часть щек шатунной шейки коленчатого вала);
- масса шатуна, сосредоточенная в нижней головке и совершающая вращательное движение.
кг/м2, 
кг;
кг/м2, 
кг;
кг/м2, 
кг.
При расчетах массы можно принять:
кг,
кг
Масса возвратно-движущихся частей
кг
Масса неуравновешенных вращающихся частей равна:
кг
Силы инерции
Силы инерции, действующие в кривошипно-шатунном механизме, в соответствии с характером движения приведенных масс на силы инерции поступательного движущихся масс 
и центробежной силы инерции вращающихся масс 
.
|
|
|
Сила инерции от возвратно-поступательно движущихся масс определяется
, (70)
или
. (71)
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н.
Неуравновешенные вращающиеся части дают центробежную силу инерции
(72)
Н
Суммарные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме
Суммарные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме, определяются путем алгебраического сложения газовых сил и сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс.
. (73)
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н
Сила Т, направленная по касательной к траектории центра шейки кривошипа:
. (74)
Численное значение тригонометрической функции, входящей в уравнение тангенциальной силы Т, для различных λ и углов поворота коленчатого вала α приведены в таблице 4.
Таблица 4. Значение выражения 
|
| Значение | ||||||||||||
| 0 | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 | 210 | 240 | 270 | 300 | 330 | 360 | |
| 0,264 | 0 | 0,615 | 0,983 | 1,0 | 0,749 | 0,385 | 0 | 0,385 | 0,749 | 1,0 | 0,983 | 0,613 | 0 |
| Знак | + | + | + | + | + | + | + | - | - | - | - | - | - |
,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
Н,
,
Расчет маховика
Для автомобильных двигателей, работающих обычно с большой недогрузкой, характерен облегченный разгон машины и поэтому маховик автомобильного двигателя, как правило. имеет минимальные размеры.
Расчет маховика сводится к определению момента инерции Jм маховика, махового момента mмD2ср, основных размеров и максимальной окружной скорости.
m=70 кг-масса маховика.
Dср – средний диаметр маховика.
По величине махового момента производится подбор основных размеров маховика, руководствуясь в основном соображениями конструктивного характера. Так, диаметр маховика выбирают с учетом габаритов двигателя, возможности размещения механизма сцепления.
|
|
|
Для приближенных расчетов можно принять
м
м
По условиям прочности внешний диаметр Dм маховика должен быть выбран с учетом обеспечения допустимых окружных скоростей
м/сек
м/с
Окружная скорость:
Для стальных маховиков 
м/сек.
Заключение
В данном курсовом проекте был запроектирован дизельный двигатель по прототипу Д-37М.
В результате расчетов были определены основные параметры двигателя:
– эффективная мощность двигателя Ne =140 кВт;
– частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности двигателя ng =2200 об/мин;
– удельный расход топлива при номинальной мощности двигателя ge=257 г./кВт.ч;
– часовой расход топлива при номинальной мощности двигателя Gт=11,55 кг/ч.
А так же:
– Произвел расчеты процессов впуска, сгорания, сжатия, расширения, выпуска;
– Рассчитал основные размеры цилиндра и поршня;
– Построил регулировочную характеристику дизеля;
– Произвел кинематический расчет двигателя;
– Рассчитал маховик.
Список использованной литературы
1. Артамонов, М.Д. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей/ М.Ц. Артамонов, Т.Г. Панкратов. – М.: – Машгиз, 1963. – 520 с.
2. Болтинский, В.Н. Теория, конструкция и расчет тракторных и автомобильных двигателей/ В.Н. Болтинский. – М.: Изд-во с.-х. лит-ры и плакатов, 1962. – 388 с.
3. Вихерт, М.М. Конструкция и расчет автотракторных двигателей/ М.М. Вихерт, Р.В. Доброгаев, – М.: Машгиз, 1967. – 604 с.
4. Железко, Б.Е. Расчет и конструирование автомобильных и тракторных двигателей/ Б.Е. Железко. – Минск: Высшая школа, 1987. – 246 с.
5. Колчин, А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей/ А.И. Колчин, В.П. Демидов. – М.: Высшая школа, 1971. – 344 с.
6. Колчин, А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей/ А.И. Колчин, В.П. Демидов. – М.: Высшая школа, 2003. – 496 с.
7. Конкс, Г.А., Поршневе ДВС/ Г.А. Конкс, В.А. Лашко // Хабаровск, издательство ТОГУ, 2006. – 559 с.
8. Ленин, И.М. Автомобильные и тракторные двигатели/ И.М. Лениен, К.Г. Попык. – М.: Высшая школа, 1969. – 368 с.
9. Лышевский, А.С. Проектирование двигателей внутреннего сгорания/ А.С. Лышевский А.А. Кутьков. – Новочеркасск, 1971. – 334 с.
10. Николаенко, А.В. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей/ А.В. Николаенко. – М.: Колос, 1992. – 335 с.
|
|
|
11. Орлин, А.С. Двигатели внутреннего сгорания / А.С. Орлин, Л.Н. Вырубов. – М.: Машгиз, – 1982. Т. 2.–С. 6–36.
12. Попык, К.Г. Динамика автомобильных и тракторных двигателей/ Г.К. Попык. – М.: Высшая школа, 1970. – 380 с.
13. Попык. К.Г. Конструирование и расчет автомобильных и тракторных двигателей/ К.Г. Попык. – М.: Высшая школа, 1968. – 383 с.
|
|
|
