Файл: Записка печатать.docx

Скоростную характеристику реального двигателя строят по результатам стендовых испытаний. Для вновь проектируемого двигателя при построении внешней скоростной характеристики угловая скорость

вращения коленчатого вала принимается от (0,2.. .1,2) с учетом того, что — номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя.

Основные параметры двигателя в зависимости от угловой скорости

вращения коленчатого вала определяются по эмпирическим формулам.

Текущее значение эффективной мощности , кВт, равно:

(3.2)

где а, в, с - коэффициенты корректирования.

Для бензиновых двигателей: а = в = с = 1.

Текущее значение эффективного крутящего момента , кНм, равно:

(3.3)

Текущее значение удельного эффективного расхода топлива:

(3.4)

Текущее значение часового расхода топлива , кг/ч, равно:

(3.5)

Полученные результаты расчета занесем в таблицу 3.

Таблица 3 – Результаты расчёта основных параметров двигателя

Результаты построений внешних скоростных характеристик приведены в приложении В.

4 Динамический расчет кшм с применением эвм

Задачей динамического расчета является определение сил и моментов, действующих на элементы кривошипно-шатунного механизма, знание которых необходимо для расчета на прочность и износостойкость деталей проектируемого двигателя и для расчета подшипников качения.

По оси цилиндров действует суммарная сила :

, (4.1)

где - сила давления газов, кН;

- сила атмосферного давления, кН;

- сила инерции возвратно-поступательно движущихся масс, кН.

Для определения силы давления газов вычисляются давления в цилиндре двигателя (МПа) и умножаются на площадь поршня .Величи-

ны давлений газов в цилиндре по углу поворота коленчатого вала определяются по развертке индикаторной диаграммы, полученной в тепловом расчете .

Давление окружающей среды принимаем .

Силы инерции возвратно- поступательно движущихся масс находятся по формуле:

(4.2)

где - массы , совершающие возвратно- поступательное движение, кг;

- площадь поршня.

- масса пршневой группы ;

- масса шатуна, приведенная к оси поршневого пальца;

- полная масса шатуна;

- конструктивные массы поршня и шатуна в соответственно.

(4.3)

-центробежная сила инерции вращающихся масс;

После проведения расчетов с применением ЭВМ получили следующие результаты:

4.1 Силы, действующие на шатунные шейки коленчатого вала

Силы, действующие на шатунную шейку рядного двигателя, определяют аналитическим способом или графическим построением.

Аналитически результирующая сила, действующая на шатунную шейку рядного двигателя:

(4.4)

где - сила, действующая на шатунную шейку по кривошипу.

Рисунок 3 - Силы, действующие на шатунную шейку

Результаты расчета сил и моментов действующих на элементы кривошипно – шатунного механизма приведены в приложении А.

Направление результирующей силы для различных положений коленчатого вала определяется углом , заключенным между вектором и осью кривошипа.

Графическое построение силы в зависимости от угла поворота кривошипа осуществляется в виде полярной диаграммы с полюсом в точке.

Диаграмму износа шатунной шейки строят по полярной диаграмме следующим образом. Проводят окружность, изображенную в произвольном масштабе шатунную шейку и делят ее на 12 участков лучами.

Дальнейшее построение осуществляют в предположении, что действие каждого вектора силы распространяется на 60° по окружности шейки

в обе стороны от точки приложения силы. Таким образом, для определения величины усилия (износа), действующего по каждому лучу необходимо:

а) определить по полярной диаграмме сектор на шатунной шейке, в котором действующие силы создают нагрузку по направлению луча;

б) определить величину каждой силы, действующей в секторе

луча и подсчитать результирующую величину для луча;

в) отложить результирующую величину в выбранном масштабе на диаграмме износа по лучу от окружности к центру, а концы отрезков соединить плавной кривой, характеризующей износ шейки;

г) перенести на диаграмму износа ограничительные касательные к полярной диаграмме и и, проведя от них лучи и под углом 60°, определить граничные точки (Аи В) кривой износа шатунной шейки, между которыми располагается ось масляного отверстия.

При построении диаграммы износа используем данные приведенные в таблице 4.

Таблица 4 – Результаты расчёта износа шатунной шейки