вар 13 (Условия КП - Плужников)

ЗАДАНИЕ № 13

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ДИЗЕЛЬ-ВОЗДУХОДУВНОЙ УСТАНОВКИ

Краткое описание установки

Двигатель дизеля - двухтактный, двухцилиндровый, V-о6разный, отдает всю свою кинетическую энергию через планетар­ный повышающий редуктор (мультипликатор) центробежной воздуходувке(рис. 13-1).

Рис. 13-1. Общая схема установки.

Кривошипно-ползунные механизмы 1, 2, 3 и 1, 4, 5 обоих цилиндров двигателя одинаковые (рис. 13—2); рабочие процессы, протекающие в цилиндрах, также одинаковые. Поршни 1-го и 2-го цилиндров связаны через свои шатуны с коленчатым валом, который вращается по часовой стрелке. Поэтому когда поршень 1-го цилиндра проходит верхнее мертвое положение, поршень 2-го цилиндра не достиг своего верхнего мертвого положения и пройдет его после того, как коленчатый вал повернется на 90°.

Рис. 13-2.

а) Поперечный разрез двигателя.

б) Зубчатая передача между коленчатым валом О, кулачковым валом N и валом M стартера.

Отсюда следует, что кинематическим и рабочий процессы, протекающие во 2-м цилиндре, отстают от процессов, проте­кающих в 1-м цилиндре, на 90°. Продолжительность цикла работы двухтактного двигателя составляет 360°. Изменение давления газа на поршень в процессе его движения пред­ставлено индикаторной диаграммой (рис. 13-3). Данные для построения которой приведены в табл. 13- 2.

Р ис. 13-3. Индикаторная диаграмма двигателя.

Момент сопротивления воздуходувки и момент собствен­ных потерь двигателя не зависят от угла поворота вала.

Очистка рабочих цилиндров двигателя от продуктов сгорания производится через выхлопные клапаны, которые по­средством рычажных механизмов (рис. 13—2) принудительно открываются кулачками по заданному закону (рис. 13—4а). Кулачковый вал, кинематически связанный с коленчатым валом (рис. 13—2б ), должен вращаться в двухтактном дви­гателе с той же угловой; скоростью, что и коленчатый вал. Выхлопной клапан начинает открываться, когда коленчатый вал не дошел до нижней мертвой точки на угол ^, и оконча­тельно закрывается, когда коленчатый вал повернулся после нижней мертвой точки на угол ^ (рис. 13-46). Таким образом, работа клапанов строго связана по фазам с вращением коленчатою вала, а следовательно, и с движе­нием поршня.

Р ис. 13-4. а) Закон изменения ускорения толкателя выхлопного клапана.

б) Циклограмма фаз работы выхлопного клапана (показана для первого цилиндра)

Запуск двигателя производится от электростартера (рис. 13—1, 13—26), раскручивающего коленчатый вал до необходимой угловой скорости через зубчатую передачу, со­ставленную из колес 6 и 7.

При проектировании и исследовании механизмов двигате­ля считать известными параметры, приведенные в табл. 13—1.

Объем и содержание курсового проекта.

Лист 1. Проектирование основного механизма двигателя и определение его закона движения

1. 1.     Определение основных размеров звеньев механизма по заданным условиям (средняя скорость поршня; число оборо­тов коленчатого вала; отношение длины шатуна к длине кривошипа).

2. 2.     Построение диаграммы изменения угловой скорости коленчатого вала двигателя за время одного цикла устано­вившегося режима и определение коэффициента неравномер­ности .

Основные результаты расчета привести в табл. 1-1(Приложение I).

Примечание 1. Веса звеньев и их моменты инерции даны ориентировочно.

2. Центры тяжестей поршней S₃ и S₃ расположены соответственно в точках В и С. Центр тяжести коленчатого вала расположен на его оси вращения.

Лист 2. Силовой расчет основного механизма двигателя с учетом динамических нагрузок

1. 1.     Определение углового ускорения звена приведения по уравнению движения в дифференциальной форме (на осно­вании исследования, выполненного на листе 1 проекта) в положении механизма, соответствующее заданному углу _.Определение линейных ускорений центров тяжести и угло­вых ускорении звеньев.

2. 2.     Построение картины силового нагружения механизма.

3. 3.     Определение сил и кинематических парах механизма.

4. 4.     Оценка точности расчетов, выполненных на листах 1 и 2 проекта, по уравнению моментов или уравнению сил для ведущего или ведомого звена механизма.

Основные результаты расчета привести в таблице 1-2 (Приложение 1)

Лист 3. Проектирование кулачкового механизма привода выхлопного клапана.

1. 1.     Построение кинематических диаграмм движения толкателя (ускорения, скорости, перемещения), но заданному закону изменения ускорения толкателя (рис. 13-4а).

2. 2.     Определение основных размеров кулачкового механизма с центральным толкателем при наименьших габаритах с учетом максимально допустимого угла давления _ДОП.

3. 3.     Построение профиля кулачка (центрового и конструктивного).

4. 4.     Построение диаграммы угла давления в функции угла поворота кулачка.

Основные результаты расчета привести в табл.1—3 (Приложение 1).

Лист 4. Проектирование стартерной зубчатой передачи и планетарного редуктора

1. 1.     Выполнение геометрического расчета эвольвентной зуб­чатой передачи Z₆, Z₇ (рис. 13—1).

2. 2.     Построение схемы станочного зацепления при нарезании колеса с меньшим числом зубьев и профилирование зуба (включая галтель) методом огибания.

3. 3.     Вычерчивание схемы зацепления колес с указанием основных размеров и элементов колес и передачи.

4. 4.     Проектирование планетарною редуктора (подбор чисел зубьев) по заданному передаточному отношению i_8-11 редуктора и числу сателлитов. Допустимое отклонение i_ред±5%. Колеса планетарною редуктора нулевые; модуль колес ра­мен 3 мм.

5. 5.     Определение передаточного отношения, линейных скоростей и чисел оборотов звеньев спроектированного редуктора графическим способом.

Основные результаты расчета привести табл. 1—4 (Приложение I).

Исходные данные        Таблица 13-1