147645 (691993), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Н;

Крутящие моменты. Крутящий момент одного цилиндра

Н·м

Период изменения крутящего момента четырехтактного двигателя с равными интервалами между вспышками

Суммирование значений крутящих моментов всех четырех цилиндров двигателя осуществляется табличным методом через каждые 10° угла поворота коленчатого вала и по полученным данным строится кривая М_кр в масштабе М_М= 10 Н·м в мм.

Средний крутящий момент двигателя:

По данным теплового расчета

Н·м;

Максимальный и минимальный крутящие моменты (рис. 10.2, д)

M_кp.max=500 Н·м; М_кр.min= -212 Н·м.

Графики динамического расчёта карбюраторного двигателя:

ВЫВОД: Вследствие применения новых более лёгких конструкционных материалов мы получили улучшенные параметры сил и моментов, действующих на кривошипно-шатунный механизм. После чего можно предположить, что повысится степень уравновешенности двигателя.

Конструирование и расчёт на прочность деталей двигателя

Расчет поршня бензинового двигателя

На основании данных расчетов (теплового, скоростной характеристики и динамического) получили: диаметр цилиндра D =79 мм, ход поршня S=80, действительное максимальное давление сгорания Р_д=6,233 МПа при n_м=3000 об/мин, площадь поршня F_п= 48,99 см² , наибольшую нормальную силу N_max= 0,0044 МН при φ=370°, массу поршневой группы m_n= 0,3916 кг, частоту вращения n_{x.x max}=6000 мин-1 и λ=0,285.

В соответствии с существующими аналогичными двигателями и с учетом соотношений, принимаем толщину днища поршня δ=7,5 мм, высоту поршня Н= 88 мм; высоту юбки поршня h_ю=58 мм, радиальную толщину кольца t=3,5 мм, радиальный зазор кольца в канавке поршня ∆t=0,8 мм, толщину стенки головки поршня S=5 мм, величину верхней кольцевой перемычки h_п=3,5 мм, число и диаметр масляных каналов в поршне =10 и d_м=1 мм. Материал поршня — эвтектический алюминиевый сплав - 1/К; материал гильзы цилиндра — серый чугун, 1/К.

Напряжение изгиба в днище поршня:

МПа,

Где мм.

Днище поршня должно быть усилено ребрами жесткости. Кроме того, в целях повышения износо- и термостойкости поршня целесообразно осуществить твердое анодирование днища и огневого пояса, что уменьшит возможности перегрева и прогорания днища, также пригорания верхнего компрессионного кольца.

Напряжение сжатия в сечении х — x

МПа,

где МН;

м²;

мм;

мм²;

Напряжение разрыва в сечении х — х:

максимальная угловая скорость холостого хода

рад/с;

масса головки поршня с кольцами, расположенными выше сечения х - х:

кг;

максимальная разрывающая сила

МН;

напряжение разрыва

МПа.

Напряжения в верхней кольцевой перемычке: среза

МПа;

Изгиба МПа;

Сложное МПа.

Удельное давление поршня на стенку цилиндра:

МПа;

МПа.

Ускорение приработки юбки поршня, а также уменьшение трения и снижения износа пары - юбка поршня — стенка цилиндра — достигается покрытием юбки поршня тонким (0,003 — 0,005 мм) слоем олова, свинца или оловянно-свинцового сплава.

Гарантированная подвижность поршня в цилиндре достигается за счет установления диаметральных зазоров между цилиндром и поршнем при их неодинаковом расширении в верхнем сечении головки поршня и нижнем сечении юбки .

Диаметры головки и юбки поршня с учетом монтажных зазоров:

мм;

мм,

где мм;

мм.

Диаметральные зазоры в горячем состоянии

где Т_ц=383 К, Т_г=593 К, Т_ю =413 К приняты с учетом жидкостного охлаждения двигателя.

Расчёт элементов системы охлаждения

Расчет жидкостного насоса карбюраторного двигателя

По данным теплового баланса количество теплоты, отводимой от двигателя жидкостью: Q_В = 60836 Дж/с; средняя теплоемкость жидкости с_ж = 4187 Дж/(кг∙К), средняя плотность жидкости р_ж ≈ 1000 кг/м³; напор, создаваемый насосом, принимается р_Ж = 120000 Па; частота вращения насоса n_В.И.=4600мин^-1. Циркуляционный расход жидкости в системе охлаждения

G_ж=Q_В/(с_жр_ж∆Т_ж)=60836/(4187∙1000∙9,6) = 0,00151 м³/с,

где ∆Т_Ж = 9,6 К — температурный перепад жидкости при принудительной циркуляции.

Расчетная производительность насоса

G_ж._р = G_ж/η = 0,00151/0,82=0,00184м³/с,

где η = 0,82 — коэффициент подачи насоса.

Радиус входного отверстия крыльчатки

r₁= = = 0,0206 м,

где С₁ = 1,8 — скорость жидкости на входе в насос, м/с; г₀=0,01 — радиус ступицы крыльчатки, м.

Окружная скорость потока жидкости на выходе из колеса

u₂ = = = 14,7м/с,

где угол α₂=10°, а угол β₂=45°; η_h = 0,65 — гидравлический КПД насоса.

Радиус крыльчатки колеса на выходе г₂=30u₂/(πn_в.н) = 30 14,7/(3,14∙4600)=0,0304 м.

Окружная скорость входа потока u₁ = u₂r₁/r₂ = 14,7 0,0206/0,0304=9,96 м/с.

Угол между скоростями с₁ и u₁ принимается α₁ = 90°, при этом tgβ₁=c₁/u₁=1,8/9,96=0,1807, откуда β₁ = 10°15'. Ширина лопатки на входе

b₁ = = ,=0165м

b₁=

где z=4 – число лопаток на крыльчатке насоса; δ₁=0,003 – толщина лопаток у входа, м.

Радиальная скорость потока на выходе из колеса

c_r= = =2,2 м/с.

Ширина лопатки на выходе

b₂= = =0,0048 м,

где δ₂=0,003 — толщина лопаток на выходе, м.

Мощность, потребляемая жидкостным насосом:

N_в.н = G_ж.рр_ж/(1000η_м)=0₎00184∙120000/(1000∙82) = 0,27 кВт,

где η_м=0,82 — механический КПД жидкостного насоса.

Расчет поверхности охлаждения жидкостного радиатора карбюраторного двигателя. По данным теплового баланса (см. § 5.3) количество теплоты, отводимой от двигателя и передаваемого от жидкости к охлаждающему воздуху: Q_возд=Q_ж = 60836 Дж/с; средняя теплоемкость воздуха с_возд= 1000 Дж/(кг • К); объемный расход жидкости, проходящей через радиатор, принимается по данным § 20.2: G_ж=0,00151 м³/с; средняя плотность жидкости ρ_ж= 1000 кг/м³.

Количество воздуха, проходящего через радиатор:

G^'_возд=Q_возд/(с_возд∆Т_возд)= 60836/(1000∙24)= 2,53кг/с,

где ∆Т_возд=24 — температурный перепад воздуха в решетке радиатора, К.

Массовый расход жидкости, проходящей через радиатор:

G^'_ж=G_жρ_ж = 0,00151∙1000 = 1,51 кг/с.

Средняя температура охлаждающего воздуха, проходящего через радиатор:

Т_{ср. возд}= = =325,0 К,

где Т_{возд. вх}=313—расчетная температура воздуха перед радиатором, К.

Средняя температура жидкости в радиаторе

Т_{ср. ж}= = =358,2 К,

где Т_ж. вх = 363 — температура жидкости перед радиатором; К; ∆Т_в = 9,6 — температурный перепад жидкости в радиаторе, принимаемый по данным § 20.2, К.

Поверхность охлаждения радиатора

F= = =11,45 м²,

где К=160—коэф-т теплопередачи для радиаторов легковых автомобилей, Вт/(м² • К).

Расчет вентилятора для карбюраторного двигателя. По данным расчета жидкостного радиатора массовый расход воздуха, подаваемый вентилятором:

Характеристики

Список файлов курсовой работы