124192 (689902), страница 6

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

Текст из файла (страница 6)

5. Расчет махового колеса

Идеальное постоянство угловой скорости вращения кривошипа недостижимо вследствие конструктивных особенностей машины, режимов ее движения и технологическими процессами, вызывающими непрерывное колебание угловой скорости кривошипа.

При периодических колебаниях угловой скорости коэффициент неравномерности вращения кривошипа обеспечивают путем установки на один из валов махового колеса, являющегося аккумулятором энергии.

Проектирование махового колеса заключается в определении величины момента инерции, при котором будет обеспечен заданный коэффициент , а также его основных размеров.

При определении момента инерции махового колеса методом касательных усилий не учитываются дополнительные силы инерции, вызванные неравномерностью вращения ведущего звена. Этот метод применим при расчете маховых колес для тихоходных машин при коэффициенте 1/15. При 1/15 расчет производится по диаграмме кинетической энергии.

Для определения причин неравномерности вращения звена приведения строят графики приведенных моментов движущих сил и сил сопротивления. К движущим силам относят силы давления газов, действующих на поршень; силы веса подвижных звеньев КПМ не учитываются.

Приведенный момент сил движущих, Нм:

, (82)

где Р_i – движущая сила (сила давления на поршень):

, (83)

где D_ц – диаметр цилиндра, равный диаметру поршня D, м;

р_i – давление воздуха в цилиндре, Па.

Диаметр поршня, м:

D=h₀/(h₀/D), (84)

D=0,128/1,5=0,0853 м

Рабочий процесс четырехтактного двигателя внутреннего сгорания состоит из 4 тактов – расширения, выхлопа, всасывания, сжатия – осуществляется за 2 полных оборота коленчатого вала. Полный период равен .

Д иаграмма строится с такта расширения. По оси абсцисс в масштабе , м/мм, четыре участка, соответствующих ходу поршня , мм. На каждом участке отмечаем точки из технического задания.

Определяем масштаб , м/мм:

м/мм

Из полученных точек проводим ординаты, на которых откладываем в выбранном масштабе , МПа/мм, величины давления газа p_i, мм:

, (85)

Определяем масштаб , МПа/мм:

, (86)

МПа/мм

Таблица 18 – Давление газа в цилиндре, р_i

Относительное перемещение поршня	Давление газа, МПа
	Расширение	Выхлоп	Всасывание	Сжатие
0,00	23,2	0,8	0,8	23,2
0,05	80	0,8	-0,8	16
0,20	40	0,8	-0,8	8
0,40	23,2	0,8	-0,8	3,2
0,60	15,2	0,8	-0,8	1,2
0,80	11,2	0,8	-0,8	0
1,00	4	4	-0,8	-0,8

Ординаты индикаторной диаграммы измеряются от атмосферной линии. Диаграмма выражает закон изменения избыточного давления в цилиндре от хода поршня. Позволяет определить силы давления на поршень в любой момент времени. Разбиваем отрезок на оси абсцисс 0φ, выражающий 4 такта работы ДВС на 24 равных отрезка, определяем давление в соответствующих точках, МПа:

р _i=p_i , (87)

Полученные значения давления представим в таблице 19.

Таблица 19 – Давление газа в цилиндре, р_i

i	0	1	2	3	4	5	6	7	8
рi, МПа	0,899	1,86	1,046	0,7	0,5	0,38	0,155	0,035	0,031

i	9	10	11	12	13	14	15	16
рi, МПа	0,031	0,031	0,031	0,031	-0,031	-0,031	-0,031	-0,031

i	17	18	19	20	21	22	23	24
рi, МПа	-0,031	-0,031	-0,02	0,038	0,078	0,155	0,38	0,899

Определяем движущую силу, Р_i, Н:

, (88)

Н

Значения Р_i для остальных положений приводим в таблице 20.

Таблица 20 – Значение сил движущих

i	0	1	2	3	4	5	6	7	8
Рi, Н	5134,85	10623,82	5974,5	3998,2	2855,87	2170,46	885,32	200	177,1

i	9	10	11	12	13	14	15	16
Рi, Н	177,1	177,1	177,1	177,1	-177,1	-177,1	-177,1	-177,1

i	17	18	19	20	21	22	23	24
Рi, Н	-177,1	-177,1	114,23	217	445,51	885,32	2170,5	5134,85

Приведенный момент движущих сил, Нм:

Нм

Значения М_{пр дi} для остальных положений приводим в таблице 21.

Таблица 21 – Значения приведенного момента движущих сил

i	0	1	2	3	4	5	6	7	8
Мпр i Нм	0	278,76	296,62	255,88	174,72	82	0	-7,6	-10,8

i	9	10	11	12	13	14	15	16
Мпр i Нм	-11,33	-8,8	-4,65	0	-4,65	-8,8	-11,33	-10,8

i	17	18	19	20	21	22	23	24
Мпр i Нм	-6,7	0	-5,45	-13,3	-28,5	-44	-57	0

По полученным значениям М_пр.д. строим график приведенного движущего момента. По оси абсцисс откладываем в масштабе , рад/мм, отрезок, соответствующий углу поворота коленчатого вала. Разбиваем отрезок на 24 части и из соответствующих точек откладываем в масштабе Нм/мм значения приведенного момента сил движущих.

На участке, соответствующему такту расширения, момент движущих сил – положительная величина На участках, соответствующих тактам выхлопа, всасывания и сжатия – отрицательная величина. Запас кинетической энергии, полученный за время расширения, расходуется в процессе трех последующих тактов.

Диаграмму приведенного момента сил сопротивления М_пр.п.с. (см. чертеж ЧГУ.С.КП.150404.00.00.04) строим как среднее арифметическое М_{пр. ср.,} Нм:

, (89)

М_пр.ср.=35,67 Нм

Угловая скорость звена приведения в точке «а» принимает минимальное, а в точке «в» максимальное значения. Для уменьшения неравномерности вращения звена приведения устанавливаем маховик.

Определяем момент инерции маховика, кгм²:

, (90)

где -избыточная площадь, мм²;

=3954 мм²;

-коэффициент неравномерности;

-угловая скорость коленчатого вала, рад/с;

-масштабный коэффициент работ, (Нм)/мм²:

, (91)

Нм/мм²

Приведенный к звену приведения момент инерции всех подвижных звеньев, кгм²:

J_пр=J_К+J_P+J_Г, (92)

где J_К=0,05 кгм² – приведенный к звену приведения момент инерции КПМ, зависит от угла поворота;

Характеристики

Список файлов курсовой работы