ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.03.2024
Просмотров: 25
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
3.3 Построение полярной диаграммы нагрузки
Полярная диаграмма нагрузок на шатунную шейку строится для определения величин, направления и точек приложения сил, действующих на шатунную шейку при различных положениях коленчатого вала.
В разделе 3 определены нормальная сила К, направленная по радиусу кривошипа
и тангенциальная сила Т, направленная по касательной к окружности радиуса кривошипа. Нагрузка вызывается силой, равной геометрической сумме сил К и Т.
Отрицательные значения силы К откладываем вверх, а положительные значения силы Т откладываем вправо. Сила S образует с горизонтальной осью угол
:
Расчеты сводим в таблицу 6.
Результаты расчета силы Nи угла γ
Таблица 6
| φ, град | К , Н | Т, Н | S, Н | γ, град |
| 0 | -25920,3 | 0,0 | 25920,3 | 90,0 |
| 30 | -16241,2 | -12690,9 | 20611,5 | 127,2 |
| 60 | -2106,0 | -7315,6 | 7612,7 | 162,5 |
| 90 | -1596,3 | 5523,4 | 5749,4 | 14,5 |
| 120 | -9165,2 | 9511,3 | 13208,5 | 42,5 |
| 150 | -13662,7 | 5532,2 | 14740,2 | 67,2 |
| 180 | -14495,8 | 0,0 | 14495,8 | 90,0 |
| 210 | -13721,6 | -5556,1 | 14803,8 | 112,8 |
| 240 | -9373,4 | -9727,4 | 13508,6 | 137,5 |
| 270 | -1848,7 | -6396,9 | 6658,7 | 165,5 |
| 300 | -1388,26 | 4822,4 | 5018,2 | 17,5 |
| 330 | -10177,2 | 7952,5 | 12915,8 | 52,8 |
| 360 | -11109,5 | 0,0 | 11109,5 | 90,0 |
| 373,5 | 19990,6 | 7504,6 | 21352,8 | 290,7 |
| 390 | 11021,9 | 8612,6 | 13987,8 | 307,2 |
| 420 | 1545,5 | 5368,6 | 5586,6 | 342,5 |
| 450 | -3297,5 | 11410,1 | 11877,0 | 14,5 |
| 480 | -11618,8 | 12057,4 | 16744,5 | 42,5 |
| 510 | -15926,9 | 6449,0 | 17183,0 | 67,2 |
| 540 | -16715,1 | 0,0 | 16715,1 | 90,0 |
| 570 | -13861,5 | -5612,7 | 14954,7 | 112,8 |
| 600 | -9317,1 | -9668,9 | 13427,4 | 137,5 |
| 630 | -1657,6 | -5735,8 | 5970,5 | 165,5 |
| 660 | -2045,5 | -7105,3 | 7393,9 | 17,5 |
| 690 | -16072,1 | 12558,9 | 20397,0 | 52,8 |
| 720 | -25707,9 | 0,0 | 25707,9 | 90,0 |
Диаграмма изменения силы S и есть полярная диаграмма сил, действующих на шатунную шейку, но без учета центробежной силы массы шатуна Кrш, отнесенной к его нижней головке:
,где
кг.При установившемся движении сила
Н.имеет постоянную величину. Ее действие изменяет величину силы К, что учитывается переносом начала координат, построенной полярной диаграммы сил вниз по оси К на величину Кrш/mK мм. Полученная точка Ош является новым полюсом, а ранее построенная кривая относительно него будет полярной диаграммой сил, действующих на шатунную шейку.
Вектор, направленный из полюса Ош к любой точке кривой на диаграмме, определяет в выбранном масштабе величину и направление Rшш нагрузки на шатунную шейку для соответствующего угла поворота коленчатого вала.
3.4 Построение графика суммарного крутящего момента
Для построения кривой суммарного крутящего момента Мi = Мкрср многоцилиндрового двигателя графически суммируем кривые крутящих моментов от каждого цилиндра, сдвигая влево одну кривую относительно другой на угол θ поворота кривошипа между вспышками.
Для двигателя с равными интервалами между вспышками суммарный крутящий момент для четырехтактного двигателя будет периодически повторятся через:
Поскольку
, а R = const, то кривая 
будет отличаться от кривой 
лишь масштабом.Масштаб крутящего момента
,Таблица 5
| Угол поворота коленчатого вала, град. | Крутящий момент для цилиндра, Н·м | Суммарный крутящий момент, Н·м | |||
| №№ цилиндров | |||||
| 1 | 3 | 4 | 2 | ||
| 0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
| 30 | -602,8 | 409,2 | -266,6 | -263,9 | -724,1 |
| 60 | -347,5 | 255,0 | -459,3 | -462,1 | -1013,9 |
| 90 | 262,4 | 541,9 | -272,5 | -303,9 | 227,9 |
| 120 | 451,8 | 572,7 | -337,5 | 229,1 | 916,1 |
| 150 | 262,8 | 306,3 | 596,5 | 377,7 | 1543,3 |
| 180 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0 |
Средний крутящий момент Мкр.ср. определяется по площади, лежащей под кривой графика суммарного Мкр.:
Н·м,где F1 и F2 – соответственно положительная и отрицательная площади под кривой суммарного Мкр, мм2;
L – длина интервала между вспышками по диаграмме крутящего момента, мм.
Найденный момент Мкр.ср. представляет собой средний индикаторный момент двигателя.
Эффективный крутящий момент двигателя:
Значение ηМопределено в разделе 2.7. Значение эффективного крутящего момента, полученное по данной формуле, должно совпадать с величиной Ме, вычисленной ранее.
НмПогрешность вычислений составляет:
Относительная погрешность вычислений Мкр.ср не превышает
Заключение
В результате выполнения курсовой работы был произведен тепловой и динамический расчет двигателя ЗМЗ-406.10.
Проведя тепловой расчет, определили параметры рабочего тела в цилиндре двигателя, а также произвели оценочные показатели процесса, позволяющие определить параметры двигателя и оценить его мощностные и экономические показатели.
При выполнении динамического расчета определили действующие на кривошипно-шатунный механизм силы, а также крутящий момент, развиваемый двигателем.
Список литературы
1. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Автомобильные двигатели» для студентов специальности 1-37 01 06 - Новополоцк, 2001.-86 с.
2. Термодинамика, теплопередача и двигатели внутреннего сгорания/ Железко Б.Е., Адамов В.М., Есьман Р.И.- Мн.:«Выш.шк.»,1985.- 272с.
3. Техническая термодинамика/ Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 416с.
4. Автомобили. Основы конструкций/ Вахламов В.К.- М.:Издательский центр «Академия», 2008.- 528с.