123800 (592856), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Для побудування графіків використовуємо данні з таблиці 2.5

Переміщення поршня:

Хід поршня (переміщення) здійснюється в залежності від кута повороту кривошипу та відхилення шатуна. При повороті кривошипа від 0 до 90º поршень проходить проміжок S = 0,0359 м, що більше, ніж при повороті кривошипу від 90º до 180º на ΔS = 0,02755 м.

Швидкість поршня:

При переміщенні поршня швидкість його руху є величиною переміною та при сталої частоті обертання колінчастого валу залежить тільки від змінювання кута повороту кривошипа та відношення λ = R/L_ш.

Максимальна швидкість поршня буде рівною V_max =19,1787 м/с, при φ = 80º. В цьому випадку кут між шатуном та кривошипом буде рівним 90º.

У мертвих точках швидкість поршня дорівнює 0.

Прискорення поршня:

Величина прискорення j_max поршня залежить від відношення радіуса кривошипа до довжини шатуна. Максимальне значення j_max = 13807,8 м/с² при φ = 0, тобто у мертвій точці.

2.2.5 Динаміка кривошипно-шатунного механізму

Динамічний розрахунок кривошипно – шатунного механізму заключається у визначенні сумарних сил та моментів, виникаючих від тиску газів та сил інерції. По цим силам розраховують основні деталі на міцність та знос, а також визначають нерівномірність крутячого моменту та ступінь нерівномірності ходу двигуна. Під час роботи двигуна на деталі кривошипно – шатунного механізму діють сили тиску газів в циліндру, сили інерції зворотно-поступових мас, центробіжні сили та тиск на поршень зі сторони картера.

Параметри динамічного аналізу розраховані за допомогою ЕОМ (дивись додаток Д.). Для побудування графіків використовуємо дані таблиці 2.7

Сили та тиски, діючі на деталі КШМ:

ΔP_а – надлишковий тиск під поршнем, МПа;

P_j – удільна сила інерції, МПа;

К_г – центробіжна сила інерції обертаючихся мас, кн.;

К_гш та К_гк - центробіжні сили інерції обертаючихся мас шатуна та кривошипа, кН;

Р – удільна сила, зосереджена на осі поршневого пальця, МПа;

P_s – удільна сила, діюча вздовж тіла шатуна, МПа;

P_п – удільна нормальна сила, МПа;

P_т та Т – удільна та тангенціальна (повна) сили, МПа та кН;

P_к – удільна сила, діюча по радіусу кривошипа, МПа;

Величини сил Р, P_s, P_п, P_т, P_к дорівнюються нулю, коли кут між шатуном та кривошипом дорівнює 90º. Максимальні значення сил Р, P_s, P_к достигають під час запалювання робочої суміші при φ = 360º. При цьому збільшується тиск на поршень, що призводить до інтенсивного зносу корінних підшипників.

2.3 Аналіз потужних ефективних параметрів проектованого двигуна та порівняння з ефективними показниками базового двигуна

Параметри, які характеризують конструктивні особливості двигуна

Кількість та розташування циліндрів впливає на розміри циліндрів, урівноваженість двигуна, рівномірність ходу, теплову напругу теплової групи, знос двигуна, вартість виробництва, вартість експлуатації.

В проектуємому двигуні і=4; D= 67,5; S= 63,5 що дозволило створити камеру згорання більш кращої форми, підвищити ступінь стиснення ε = 9,5 , а також й економічність двигуна.

При малому діаметрі поршня зменшена вага шатунно-поршневої групи,

сили інерції зворотно-поступових мас зі збільшенням числа циліндрів зменшується, що дозволяє знизити знос двигуна та збільшити обороти колінчастого валу, при цьому збільшується потужність двигуна та зменшується його питома вага.

Відношення ходу поршня до діаметру циліндра.

Параметр, впливаючий на конструкцію двигуна, в базовому двигуні, що дозволяє віднести двигун до швидкохідних.

Використання короткохідної конструкції дозволило:

• трохи збільшити довжину двигуна та довжину колінчастого валу;

• зменшити тепловіддачу стінки циліндрів;

• зменшити середню швидкість поршня та впливаючий від неї знос та збільшити пробіг двигуна до капітального ремонту;

• збільшити термін служби шатунно-поршневої групи, циліндра, колінчастого валу.

Відношення радіусу кривошипу до довжини

В базовому двигуні:

(5)

де R – радіус кривошипу, мм;

L – довжина шатуна, мм;

Відношення радіусу кривошипу до довжини впливає на тертя та знос двигуна.

Параметри потужності двигуна:

Літрова потужність характеризує ступінь використання робочого об’єму, та визначається за формулою:

(6)

де N_e – ефективна потужність, кВт;

V_h – робочий об’єм одного циліндра, л.;

і – кількість циліндрів

Для базового двигуна:

кВт/л

Для проектованого двигуна:

кВт/л

Поршнева потужність:

Поршнева потужність визначає питоме навантаження на поршень і характеризує теплове та динамічне навантаження та розраховується за формулою:

( 7)

де N_e – ефективна потужність, кВт;

F_n – площа поршня, м²;

і – кількість циліндрів;

Для базового двигуна:

кВт/дм²

Для проектованого двигуна:

кВт/дм²

Питома потужність визначається за формулою:

(8 )

де N_e – ефективна потужність, кВт;

G_a – вага автомобіля, кг.;

Для базового двигуна:

кВт/кг

Для проектованого двигуна:

кВт/кг

Літрова вага розраховується за формулою:

(9)

де G_двс – вага двигуна, кг.;

V_h – робочий об’єм одного циліндра, л.;

і – кількість циліндрів;

Для базового двигуна:

кг/л

Для проектованого двигуна:

кг/л

Літрова вага оцінює вдосконаленість конструкції двигуна та якість їдучих на нього виготовлення матеріалів.

Питома вага визначається за формулою:

(10)

де G_двс – вага двигуна, кг.;

N_e – ефективна потужність, кВт;

Для базового двигуна:

кг/кВт

Для проектованого двигуна:

кг/кВт

Питома вага оцінює легкість конструкції та ступінь форсування двигуна.

Таблиця 2.7 – Ефективні параметри базового та проектованого двигуна

2.4 Розрахунок основних конструкційних розмірів елементів деталей (поршня, поршневих кілець, поршневого пальця, шатуна, колінчастого валу, клапана).

Основні розміри елементів деталей визначаємо із конструктивних відношень. Результати обчислень заносимо в таблицю 2.8 – 2.12

Таблиця 2.8 – Основні розміри елементів поршня

Розрахунок основних конструкторських розмірів поршневого пальця приведені в таблиці 2.9

Характеристики

Список файлов ВКР