Проектирование двигателя Д-243

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 15 Января 2012 в 20:09, курсовая работа

Краткое описание

В цилиндре дизеля происходит сжатие воздуха (в бензиновом двигателе внутреннего сгорания на этой фазе сжимается горючая смесь). Степень сжатия в дизелях в 2-2,5 раза больше, вследствие чего температура воздуха в конце сжатия поднимается до температуры, достаточной для воспламенения топлива. В момент подхода поршня в верхнюю мёртвую точку начинается подача топлива из форсунки.

Скачать целиком (196.14 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Содержимое работы - 1 файл

Курсовой.doc

— 616.50 Кб (Скачать файл)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       2.4  КИНЕМАТИЧЕСКИЙ  И  ДИНАМИЧЕСКИЙ  РАСЧЁТ  КШМ 
 

       2.4.1 Кинематический расчёт

          В действительном цикле двигателя  из-за неравномерности крутящего  момента угловая скорость вращения коленчатого вала переменна, но изменяется в некоторых пределах. Кинематика КШМ изучает характер изменения пути, скорости и ускорения поршня, а также угловой скорости и углового ускорения качения шатуна (в зависимости от угла поворота коленчатого вала.)  

       2.4.1.1 Выбор λ и длины  шатуна Lш

          В целях уменьшения высоты двигателя  с учётом опыта отечественного двигателестроения  оставляем значение  λ = 0,3, как уже было принято предварительно в тепловом расчёте. В соответствии с этим

         
 

       2.4.1.2 Перемещение поршня 

         
 
 

          Изменение хода поршня по углу поворота коленчатого  вала строят графическим методом  в масштабе Ms = 1 мм в мм и Mφ= 1,50 в мм через каждые 300. Поправка Брикса

             
     

    Угловая скорость вращения коленчатого вала

             
     
     

       2.4.1.3 Скорость поршня

         
 

          Изменение скорости поршня по углу поворота коленчатого вала строят графическим методом в масштабе Mv= 0,25 м/с в мм: 

     
     
     
     
     
     
     

        2.4.1.4 Ускорение поршня 

         

          Изменение ускорения поршня по углу поворота коленчатого вала строят

    графическим методом в масштабе Mj= 50 м/с2 в мм:

     
     
     
     
     
     
     
     
     

          Значения  Sx, Vп,jв зависимости от φ, полученные на основании построенных

    графиков, приведены  в таблице 2 . 

    Таблица 2 - Значения Sx, Vп,j в зависимости от φ

φ0 Sx, м Vп, м/с j, м/с2
0 0,000 0,00 3791,13
30 0,009 7,98 2962,98
60 0,034 12,61 1020,69
90 0,063 12,66 -874,88
120 0,089 9,32 -1895,56
150 0,105 4,69 -2088,11
180 0,110 0,00 -2041,38
210 0,105 -4,69 -2088,11
240 0,089 -9,32 -1895,56
270 0,063 -12,66 -874,87
300 0,034 -12,61 1020,69
330 0,009 -7,98 2962,99
360 0,000 0,00 3791,13
 
 
 

      2.4.2 Динамический расчёт  

          Динамический расчёт КШМ заключается в определении суммарных сил и моментов, возникающих от давления газов и сил инерции. По этим силам определяют неравномерность крутящего момента и степень неравномерности хода двигателя и

    рассчитывают  основные детали на прочность и износ. 

          2.4.2.1 Силы давления  газов

          Индикаторная  диаграмма, полученная в тепловом расчёте, развёртывается по углу поворота кривошипа  по методу Брикса.

          Масштабы  развёрнутой диаграммы: хода поршня Ms = 1 мм в мм, давлений Mp = 0,05 МПа в мм, сил Mp = Mp·Fп = 0,05·0,0097 = 0,0005 МН в мм или Mp = 0,5 кН в мм, угла поворота кривошипа Mφ = 1,50 в мм

    Поправка Брикса

     

          По  развёрнутой индикаторной диаграмме  через каждые 300 угла поворота кривошипа определяем значения Δpг = pг – pо и заносим в таблицу 3. 

      2.4.2.2 Приведение масс  частей кривошипно-шатунного  механизма.

          Масса поршневой группы (для поршня из алюминиевого сплава mп′ = 250 кг/м2)

            

    Масса шатуна (mш′ = 250 кг/м2)

            

    Масса неуравновешенных частей одного колена вала без противовесов (для стального кованого вала mk′ = 200 кг/м2)

            

    Масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца:

            

    Масса шатуна, сосредоточенная на оси кривошипа:

            

    Массы, совершающие  возвратно-поступательное движение:

            

    Массы, совершающие  вращательное движение: 

     
     

      2.4.2.3 Полные и удельные  силы инерции

          Силы  инерции возвратно-поступательно  движущихся масс определяют по кривой ускорений  

    Полные силы  

        
 

    Удельные  силы  

     
     
     

     Значения pjзанесены в таблицу 3

     Центробежная сила инерции вращающихся масс шатуна одного цилиндра

     
     
     

    Центробежная  сила инерции вращающихся масс кривошипа

       

    Центробежная  сила инерции вращающихся масс, действующая на кривошип:

         
 
 
 
 
 
 
 
 

    Таблица 3 – Значения , , , в зависимости от φ
(МПа)
(Н)
(МПа)
(МПа)
0 0,0200 -11128,8 -1,147 -1,127
30 0,0100 -8759,3 -0,903 -0,893
60 0,0015 -3164,1 -0,326 -0,325
90 0,0015 2400,3 0,247 0,249
120 0,0015 5564,4 0,574 0,575
150 0,0000 6358,9 0,656 0,656
180 0,0000 6328,2 0,652 0,652
210 0,0060 6358,9 0,656 0,662
240 0,0250 5564,4 0,574 0,599
270 0,0820 2400,3 0,247 0,329
300 0,2600 -3164,1 -0,326 -0,066
330 1,0900 -8759,3 -0,903 0,187
360 4,4000 -11128,8 -1,147 3,253
390 3,5900 -8759,3 -0,903 2,687
420 1,0950 -3164,1 -0,326 0,769
450 0,5250 2400,3 0,247 0,772
480 0,3325 5564,4 0,574 0,906
510 0,2265 6358,9 0,656 0,882
540 0,1320 6328,2 0,652 0,784
570 0,0865 6358,9 0,656 0,742
600 0,0740 5564,4 0,574 0,648
630 0,0865 2400,3 0,247 0,334
660 0,0625 -3164,1 -0,326 -0,264
690 0,0345 -8759,3 -0,903 -0,869
720 0,0200 -11128,8 -1,147 -1,127
 
 

      2.4.2.4 Удельные суммарные  силы

    Удельная суммарная  сила (МПа), сосредоточенная на оси  поршневого пальца 
     

     

    Удельные силы pN, pS,pk, иpTопределяют аналитическим методом.

    Расчёт значений этих сил для различных φ сведён в таблицу 4. 

      2.4.2.5 Крутящие моменты

      Крутящий момент одного цилиндра 

            
     
     

          Период  изменения крутящего момента  четырёхтактного дизеля с равными  интервалами между вспышками

            
     По полученным данным строим кривую Mкр в масштабе MM = 27,5Н·м в мм.

    Средний крутящий момент двигателя:

    по данным теплового расчёта

          

    по площади  FM, заключённой под кривой Mкр:

          

    ошибка Δ = (326 - 321)·100/321 = 1,6%.

      

        Таблица 4 – Значения  N ,S,K,T,М в зависимости от угла φ

 N (кН) S (кН) K (кН) T (кН)
Нм)
0 0,0 -10934,8 -10934,8 0,0 0,0
30 -1267,1 -8754,5 -6868,2 -5428,5 -298,6
60 -815,6 -3253,4 -868,4 -3135,4 -172,4
90 730,3 2522,9 -730,3 2414,9 132,8
120 1444,7 5763,0 -4040,7 4109,2 226,0
150 930,2 6426,6 -5972,1 2373,9 130,6
180 0,0 6328,2 -6328,2 0,0 0,0
210 -938,7 6485,4 -6026,7 -2395,6 -131,8
240 -1503,8 5998,5 -4205,8 -4277,1 -235,2
270 -966,5 3338,7 -966,5 -3195,7 -175,8
300 166,3 -663,3 -177,0 639,2 35,2
330 -265,3 1833,0 1438,1 -1136,6 -62,5
360 0,0 31551,2 31551,2 0,0 0,0
390 3812,5 26341,1 20665,6 16333,6 898,3
420 1931,2 7703,4 2056,3 7423,9 408,3
450 2266,0 7828,0 -2266,0 7492,8 412,1
480 2276,2 9079,6 -6366,1 6474,0 356,1
510 1251,5 8647,0 -8035,5 3194,1 175,7
540 0,0 7608,6 -7608,6 0,0 0,0
570 -1052,9 7274,6 -6760,1 -2687,2 -147,8
600 -1626,8 6489,4 -4550,0 -4627,1 -254,5
630 -979,7 3384,3 -979,7 -3239,4 -178,2
660 662,4 -2642,2 -705,3 2546,3 140,0
690 1232,3 -8514,3 -6679,8 5279,5 290,4
720 0,0 -10934,8 -10934,8 0,0 0,0

Информация о работе Проектирование двигателя Д-243