Главная       Продать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Тех. курсовые работы > автомобили
Название:
Проектирование и расчет ДВЗ

Тип: Курсовые работы
Категория: Тех. курсовые работы
Подкатегория: автомобили

Цена:
1 грн



Подробное описание:

 

 

 


КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине Автомобильные двигатели
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 


Выполнил:
студент 4-ого (сокр.) курса з/о
факультет: АМФ
шифр:
Константинов
Проверил:

 

 

 

Чебоксары-20

СОДЕРЖАНИЕ

Содержание
Задание на курсовое проектирование
Введение
1. Тепловой расчёт двигателя
Параметры рабочего тела
Параметры отработавших газов
Расчёт первого такта
Расчёт второго такта
Расчёт участка подвода тепла
Расчёт третьего такта
Расчёт четвёртого такта
Индикаторные параметры рабочего цикла
Эффективные параметры рабочего цикла
Построение индикаторных диаграмм в координатах (P-V
Тепловой баланс
Скоростная характеристика двигателя
2. Динамический расчет двигателя
Расчёт сил, действующих в КШМ
Результаты динамического расчёта
Построение полярной диаграммы сил, действующих на шатунную шейку
3. Расчёт деталей двигателя на прочность
Расчёт поршня
Расчет поршневого кольца
Расчёт поршневого пальца
Расчёт стержня шатуна
4. Расчет систем двигателя
Расчет системы смазки
Расчёт системы охлаждения
5. Конструктивная разработка двигателя
Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Современные наземные виды транспорта обязаны своим развитием главным образом применению в качестве силовых установок поршневых двигателей внутреннего сгорания. Именно поршневые ДВС до настоящего времени являются основным видом силовых установок, преимущественно используемых на автомобилях, тракторах, сельскохозяйственных, дорожно-транспортных и строительных машинах. Эта тенденция сохраняется сегодня и будет еще сохранятся в ближайшей перспективе.
Курсовое проектирование – заключительная часть учебного процесса по изучению дисциплины, раскрывающее степень усвоения необходимых знаний, творческого использования их для решения конкретных инженерных задач. Оно служит одновременно начальным этапом самостоятельной работы молодого специалиста, сокращающий период его адаптации на производстве. Целью данного курсового проектирования является расчет проектируемого автомобильного двигателя.

2. ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
Динамический расчет автомобильного двигателя производится на режиме максимальной мощности по результатам теплового расчета. В результате расчета необходимо определить следующие силы и моменты, действующие в кривошипно-шатунном механизме двигателя:
- избыточное давление газов над поршнем , МПа;
- удельную суммарную силу, действующую на поршень , МПа;
- удельную суммарную силу, воспринимаемую стенками цилиндра (нормальное давление) , МПа;
- удельную силу инерции от возвратно-поступательно движущихся масс , МПа
- удельную силу, действующую вдоль шатуна , МПа;
- удельную силу, дейст-вующую вдоль кривошипа , МПа;
- удельную силу, направ-ленную по касательной к окружности радиуса криво-шипа , МПа;
- крутящий момент от одного цилиндра , Нм;
- крутящий момент от i цилиндров , Нм;
- удельную центробежную силу инерции от неуравно-вешенных вращающихся масс, сосредоточенных на радиусе кривошипа , МПа;
- удельную силу, девствующую на шатунную шейку , МПа.

2.1. Расчет сил, действующих в КШМ

2.1.1. Построение развернутой индикаторной диаграммы в координатах р-б.
Перестройку индикаторной диаграммы из p-V в развернутую диаграмму удельных давлений (в координатах р-б), действующих на поршень, проще выполнить графическим методом Брикса. Метод Брикса заключается в том, что на длине хода поршня построенной индикаторной диаграммы в координатах p-V описывают полуокружность с центром в точке О.
Для учета влияния длины шатуна откладывают от центра полуокружности (точки О) по направлению нижней мертвой точки бицентровую поправку Брикса в масштабе диаграммы:
a= ход поршня (мм)(по заданию) / ход поршня(мм) (по индикаторной диаграмме)=70/176=0,398
Тогда:
,
где - радиус кривошипа;
- отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.
Из точки O1 проводим ряд лучей под углами до пересечения с полуокружностью. Проекции концов этих лучей на линии процесса всасывания, сжатия, расширения и выпуска указывают, какие точки рабочего процесса соответствуют тем или иным углам поворота коленчатого вала.

 

2.1.2. Рассчитываем избыточное давление газов над поршнем:
,
- из теплового расчета
- исходные данные =0,1
при φ=0°
,
при φ=30°, φ=60°, φ=90°, φ=120°, φ=150°, φ=180° - Рφ=0,08633 по этому ΔРφ для всех эти углов будет равным
,
при φ=210°,
,
при φ=240°,
,
при φ=270°,
,
при φ=300°,
,
при φ=330°,
,
при φ=360°,
,
при φ=370°,
,
при φ=390°,
,
при φ=420°,
,
при φ=450°,
,
при φ=480°,
,
при φ=510°,
,
при φ=540°,
,
при φ=570°, φ=600°, φ=630°, φ=660°, φ=690°, - Рφ=0,106 по этому ΔРφ для всех эти углов будет равным

при φ=720°,

2.1.3. Определяем удельное значение силы инерции от возвратно-поступательного движения масс поршневой группы:
,
Здесь ,
рад/с,
м,

- справочные данные
где конструктивные массы:
- поршневой группы (поршень из алюминиевого сплава),
- шатуна ,
- неуравновешенные части одного колена вала без противовесов (чугунный литой вал с полыми шейками).
при φ=0°, φ=360°,
,
при φ=370°,
-2,5688
при φ=30°, при φ=390°,
-2,070914
при φ=60°, φ=420°,
-0,741083
при φ=90°, φ=450°,
0,576398
при φ=120°, φ=480°,
1,31748
при φ=150°, φ=510°,
1,494517
при φ=180°, φ=540°,
1,482165
при φ=210°, φ=570°,
1,494517
при φ=240°, φ=600°,
1,31748
при φ=270°, φ=630°,
0,576398
при φ=300°, φ=660°,
-0,741083
при φ=330°, φ=690°,
-2,070914
при φ=720°,
-2,638861

2.1.4. Рассчитываем удельную суммарную силу, действующую вдоль оси цилиндра:
,

при φ=0°,
при φ=30°, =-2,084584
при φ=60°, =-0,754753
при φ=90°, =0,562728
при φ=120°, =1,303810
при φ=150°, =1,480847
при φ=180°, =1,468495
при φ=210°, =1,486461
при φ=240°, =1,330546
при φ=270°, =0,645284
при φ=300°, =-0,509188
при φ=330°, =-1,275737
при φ=360°, =-0,525761


при φ=370°, =4,768841
при φ=390°, =2,034098
при φ=420°, =0,840309
при φ=450°, =1,377145
при φ=480°, =1,839222
при φ=510°, =1,908133
при φ=540°, =1,634665
при φ=570°, =1,500517
при φ=600°, =1,323480
при φ=630°, =0,582398
при φ=660°, =-0,735083
при φ=690°, =-2,064914
при φ=720°, =-2,638861

 

 

 

2.1.5. Рассчитываем удельную суммарную силу, действующую на стенку цилиндра:

,

Где - справочные данные
При φ=0°,
при φ=30°, -0,293926
при φ=60°, -0,187179
при φ=90°, 0,162628
при φ=120°, 0,323345
при φ=150°, 0,208799
при φ=180°, 0,000000
при φ=210°, -0,209591
при φ=240°, -0,329976
при φ=270°, -0,186487
при φ=300°, 0,126279
при φ=330°, 0,179879
при φ=360°, 0,000000

 

при φ=370°, 0,233673
при φ=390°, 0,286808
при φ=420°, 0,208397
при φ=450°, 0,397995
при φ=480°, 0,456127
при φ=510°, 0,269047
при φ=540°, 0,000000
при φ=570°, -0,211573
при φ=600°, -0,328223
при φ=630°, -0,168313
при φ=660°, 0,182301
при φ=690°, 0,291153
при φ=720°, 0,000000

 

 

 


2.1.6. Рассчитываем удельную суммарную силу, действующую вдоль шатуна:
,
1/ - справочные данные


при φ=0°, -2,638861
при φ=30°, -2,063945
при φ=60°, -0,732770
при φ=90°, 0,540565
при φ=120°, 1,265835
при φ=150°, 1,466185
при φ=180°, 1,468495
при φ=210°, 1,471743
при φ=240°, 1,291793
при φ=270°, 0,619869
при φ=300°, -0,494357
при φ=330°, -1,263106
при φ=360°, -0,525761
при φ=370°, 4,764077
при φ=390°, 2,013958
при φ=420°, 0,815834
при φ=450°, 1,322905
при φ=480°, 1,785652
при φ=510°, 1,889240
при φ=540°, 1,634665
при φ=570°, 1,485660
при φ=600°, 1,284932
при φ=630°, 0,559460
при φ=660°, -0,713673
при φ=690°, -2,044470
при φ=720°, -2,638861

 

 

 

 

2.1.7. Определяем удельную силу, действующую вдоль кривошипа:
,

- справочные данные
При φ=0°,

 


при φ=0°, -2,638861
при φ=30°, -1,657245
при φ=60°, -0,215105
при φ=90°, -0,162628
при φ=120°, -0,932224
при φ=150°, -1,387553
при φ=180°, -1,468495
при φ=210°, -1,392814
при φ=240°, -0,951341
при φ=270°, -0,186487
при φ=300°, -0,145119
при φ=330°, -1,014211
при φ=360°, -0,525761
при φ=370°, 4,654389
при φ=390°, 1,617108
при φ=420°, 0,239488
при φ=450°, -0,397995
при φ=480°, - 1,315044
при φ=510°, -1,787920
при φ=540°, -1,634665
при φ=570°, -1,405984
при φ=600°, -0,946288
при φ=630°, -0,168313
при φ=660°, -0,209499
при φ=690°, -1,641607
при φ=720°, -2,638861

 

 

 

2.1.8. Рассчитываем удельную суммарную силу, действующую по касательной к кривошипу:
,

- справочные данные
при φ=370°,



при φ=0°, 0,000000
при φ=30°, -1,296611
при φ=60°, -0,747205
при φ=90°, 0,562728
при φ=120°, 0,967427
при φ=150°, 0,559760
при φ=180°, 0,000000
при φ=210°, -0,561882
при φ=240°, -0,987265
при φ=270°, -0,645284
при φ=300°, 0,504096
при φ=330°, 0,793508
при φ=360°, 0,000000

при φ=370°, 1,053914
при φ=390°, 1,265209
при φ=420°, 0,831906
при φ=450°, 1,377145
при φ=480°, 1,364703
при φ=510°, 0,721274
при φ=540°, 0,000000
при φ=570°, -0,567195
при φ=600°, -0,982022
при φ=630°, -0,582398
при φ=660°, 0,727732
при φ=690°, 1,284377
при φ=720°, 0,000000

 

 

 


2.1.9. Определяем крутящий момент от одного цилиндра: ,
где - площадь цилиндра,
при φ=30°,
Результаты расчета суммарного крутящего момента (порядок работы цилиндров 1342)

φ°
град Цилиндры ,
Нм
1 2 3 4
φ° М, Нм φ° М, Нм φ° М, Нм φ° М, Нм
0 0 0,00 540 0,00 180 0,00 360 0 0,00
30 30 -239,523 570 -104,778 210 -103,796 390 233,722 -214,375
60 60 -138,031 600 -181,409 240 -182,378 420 153,6779 -348,1401
90 90 103,9527 630 -107,586 270 -119,203 450 254,3999 131,5636
120 120 178,7128 660 134,4339 300 93,12165 480 252,1015 658,36933
150 150 103,4045 690 237,2629 330 146,5848 510 133,241 620,4939
180 180 0,00 720 0,00 360 0,00 540 0,00 0,00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


График суммарного крутящего момента

2.1.10. Определяем средний индикаторный момент:

Мiср =


2.1.11. Рассчитываем удельную центробежную силу инерции от вращающейся массы шатуна, сосредоточенной на радиусе кривошипа:


где
где
- шатуна ,
- неуравновешенные части одного колена вала без противовесов (чугунный литой вал с полыми шейками).

2.1.12. Рассчитываем силу, действующую на поверхность шатунной шейки:

при φ=370 ,

при φ=0°, -6,086861
при φ=30°, -5,105245
при φ=60°, -3,663105
при φ=90°, -3,610628
при φ=120°, -4,380224
при φ=150°, -4,835553
при φ=180°, -4,916495
при φ=210°, -4,840814
при φ=240°, -4,399341
при φ=270°, -3,634487
при φ=300°, -3,593119
при φ=330°, -4,462211
при φ=360°, -3,973761
при φ=370°, 1,206389
при φ=390°, -1,830892
при φ=420°, -3,208812
при φ=450°, -3,845995
при φ=480°, -4,763044
при φ=510°, -5,235920
при φ=540°, -5,082665
при φ=600°, -4,394288
при φ=630°, -3,616313
при φ=660°, -3,657499
при φ=690°, -5,08607
при φ=720°, -6,086861


при φ=370,

при φ=0°, =6,086861
при φ=30°, =5,267326
при φ=60°, =3,738536
при φ=90°, =3,654217
при φ=120°, =4,485787
при φ=150°, =4,867844
при φ=180°, =4,916495
при φ=210°, =4,873314
при φ=240°, =4,508757
при φ=270°, =3,691326
при φ=300°, =3,628307
при φ=330°, =4,532216
при φ=360°, =3,973761

 

 

 

 

 

 


при φ=370°, =1,601908
при φ=390°, =2,225516
при φ=420°, =3,314607
при φ=450°, =4,08512
при φ=480°, =4,954695
при φ=510°, =5,285367
при φ=540°, =5,082665
при φ=570°, =4,887011
при φ=600°, =4,502681
при φ=630°, =3,66291
при φ=660°, =3,729194
при φ=690°, =5,249164
при φ=720°, =6,086861

Результаты динамического расчет
№ ,
град Рφ,
МПа ΔРгφ,
МПа cos+
λcos2 Рj,
МПа P∑,
МПа tgβ PN,
МПа 1/cosβ РS,
МПа
РK,
МПа
Рт,
МПа Мкр,
Нм К ,
МПа Рkш,
МПа Rшш,
МПа
рис.5 табл.9 табл.10 табл.11 табл.12 табл.13
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
0 0 0,0961 -0,0039 1,2800 -2,6350 -2,6389 0,0000 0,0000 1,0000 -2,6389 1,0000 -2,6389 0,0000 0,0000 0,0000 -3,448 -6,0869 6,0869
1 30 0,0863 -0,0137 1,0060 -2,0709 -2,0846 0,1410 -0,2939 1,0100 -2,0639 0,7950 -1,6572 0,6220 -1,2966 -239,5230 -3,448 -5,1052 5,2673
2 60 0,0863 -0,0137 0,3600 -0,7411 -0,7548 0,2480 -0,1872 1,0300 -0,7328 0,2850 -0,2151 0,9900 -0,7472 -138,0312 -3,448 -3,6631 3,7385
3 90 0,0863 -0,0137 -0,2800 0,5764 0,5627 0,2890 0,1626 1,0410 0,5406 -0,2890 -0,1626 1,0000 0,5627 103,9527 -3,448 -3,6106 3,6542
4 120 0,0863 -0,0137 -0,6400 1,3175 1,3038 0,2480 0,3233 1,0300 1,2658 -0,7150 -0,9322 0,7420 0,9674 178,7128 -3,448 -4,3802 4,4858
5 150 0,0863 -0,0137 -0,7260 1,4945 1,4808 0,1410 0,2088 1,0100 1,4662 -0,9370 -1,3876 0,3780 0,5598 103,4045 -3,448 -4,8356 4,8678
6 180 0,0863 -0,0137 -0,7200 1,4822 1,4685 0,0000 0,0000 1,0000 1,4685 -1,0000 -1,4685 0,0000 0,0000 0,0000 -3,448 -4,9165 4,9165
7 210 0,0919 -0,0081 -0,7260 1,4945 1,4865 -0,1410 -0,2096 1,0100 1,4717 -0,9370 -1,3928 -0,3780 -0,5619 -103,7965 -3,448 -4,8408 4,8733
8 240 0,1131 0,0131 -0,6400 1,3175 1,3305 -0,2480 -0,3300 1,0300 1,2918 -0,7150 -0,9513 -0,7420 -0,9873 -182,3775 -3,448 -4,3993 4,5088
9 270 0,1689 0,0689 -0,2800 0,5764 0,6453 -0,2890 -0,1865 1,0410 0,6199 -0,2890 -0,1865 -1,0000 -0,6453 -119,2033 -3,448 -3,6345 3,6913
10 300 0,3319 0,2319 0,3600 -0,7411 -0,5092 -0,2480 0,1263 1,0300 -0,4944 0,2850 -0,1451 -0,9900 0,5041 93,1217 -3,448 -3,5931 3,6283
11 330 0,8952 0,7952 1,0060 -2,0709 -1,2757 -0,1410 0,1799 1,0100 -1,2631 0,7950 -1,0142 -0,6220 0,7935 146,5848 -3,448 -4,4622 4,5322
12 360 2,2092 2,1092 1,2800 -2,6350 -0,5258 0,0000 0,0000 1,0000 -0,5258 1,0000 -0,5258 0,0000 0,0000 0,0000 -3,448 -3,9738 3,9738
12/ 370 7,4377 7,3377 1,2479 -2,5689 4,7688 0,0490 0,2337 1,0010 4,7641 0,9760 4,6544 0,2210 1,0539 194,6895 -3,448 1,2064 1,6019
13 390 4,2050 4,1050 1,0060 -2,0709 2,0341 0,1410 0,2868 1,0100 2,0140 0,7950 1,6171 0,6220 1,2652 233,7220 -3,448 -1,8309 2,2255
14 420 1,6814 1,5814 0,3600 -0,7411 0,8403 0,2480 0,2084 1,0300 0,8158 0,2850 0,2395 0,9900 0,8319 153,6779 -3,448 -3,2085 3,3146
15 450 0,9007 0,8007 -0,2800 0,5764 1,3771 0,2890 0,3980 1,0410 1,3229 -0,2890 -0,3980 1,0000 1,3771 254,3999 -3,448 -3,8460 4,0851
16 480 0,6217 0,5217 -0,6400 1,3175 1,8392 0,2480 0,4561 1,0300 1,7857 -0,7150 -1,3150 0,7420 1,3647 252,1015 -3,448 -4,7630 4,9547
17 510 0,5136 0,4136 -0,7260 1,4945 1,9081 0,1410 0,2690 1,0100 1,8892 -0,9370 -1,7879 0,3780 0,7213 133,2410 -3,448 -5,2359 5,2854
18 540 0,2525 0,1525 -0,7200 1,4822 1,6347 0,0000 0,0000 1,0000 1,6347 -1,0000 -1,6347 0,0000 0,0000 0,0000 -3,448 -5,0827 5,0827
19 570 0,1060 0,0060 -0,7260 1,4945 1,5005 -0,1410 -0,2116 1,0100 1,4857 -0,9370 -1,4060 -0,3780 -0,5672 -104,7780 -3,448 -4,8540 4,8870
20 600 0,1060 0,0060 -0,6400 1,3175 1,3235 -0,2480 -0,3282 1,0300 1,2849 -0,7150 -0,9463 -0,7420 -0,9820 -181,4090 -3,448 -4,3943 4,5027
21 630 0,1060 0,0060 -0,2800 0,5764 0,5824 -0,2890 -0,1683 1,0410 0,5595 -0,2890 -0,1683 -1,0000 -0,5824 -107,5863 -3,448 -3,6163 3,6629
22 660 0,1060 0,0060 0,3600 -0,7411 -0,7351 -0,2480 0,1823 1,0300 -0,7137 0,2850 -0,2095 -0,9900 0,7277 134,4339 -3,448 -3,6575 3,7292
23 690 0,1060 0,0060 1,0060 -2,0709 -2,0649 -0,1410 0,2912 1,0100 -2,0445 0,7950 -1,6416 -0,6220 1,2844 237,2629 -3,448 -5,0896 5,2492
24 720 0,0961 -0,0039 1,2800 -2,6350 -2,6389 0,0000 0,0000 1,0000 -2,6389 1,0000 -2,6389 0,0000 0,0000 0,0000 -3,448 -6,0869 6,0869

 

 

 

 

 

2.2. Построение полярной диаграммы сил, действующей на шатунную шейку
2.3.1. Строим координатную систему и с центром в точке 0, в которой отрицательная ось направлена вверх.
2.3.2. В таблице результатов динамического расчёта каждому значению б=0, 30°, 60°…70° соответствует точка с координатами . Наносим на плоскость и эти точки. Последовательно соединяя точки, получим полярную диаграмму. Вектор. соединяющий центр 0 с любой точкой диаграммы, указывает направление вектора и его величину в соответствующем масштабе.
2.3.3. Строим новый центр отстоящий от 0 по оси на величину удельной центробежной силы от вращающейся массы нижней части шатуна . В этом центре условно располагают шатунную шейку с диаметром .
2.3.4. Вектор, соединяющий центр с любой точкой построенной диаграммы, указывает направление действия силы на поверхность шатунной шейки и ее величину в соответствующем масштабе.
2.3.5. Касательные линии из центра к верхней и нижней частям полярной диаграммы отсекают наиболее нагруженную от наименее нагруженной части поверхности шатунной шейки.
2.3.6. Масляное отверстие располагают в середине наименее нагруженной части поверхности шатунной шейки, для чего восстанавливают перпендикуляр к хорде, соединяющей точки пересечения касательных к верхней и нижней частям полярной диаграммы.

Полярная диаграмма нагрузки на шатунную шейку


Построение развернутой диаграммы нагрузки
на поверхность шатунной шейки

В таблице расчетов рассчитана сила Rшш, действующая на поверхность шатунной шейки. Строим ее диаграмму в зависимости от угла поворота кривошипа и определяем среднее значение:
, МПа

 


Развернутая диаграмма сил, действующих на шатунную шейку

 

 

3. РАСЧЁТ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ НА ПРОЧНОСТЬ

Рассчитываем на прочность четыре детали: поршень, поршневые кольца, поршневой палец, стержень шатуна. Все расчёты производим на основе данных теплового и динамического расчётов.

3.1. Расчёт поршня

3.1.1. Рассчитываем напряжение изгиба на днище поршня от газовой силы:
,
где
принимаем относительную толщину стенки головки поршня ; относительную радиальную толщину кольца ; радиальный зазор кольца в канавке поршня ; относительную толщину днища поршня .
- из теплового расчета .
Допустимое напряжение для алюминиевых поршней при наличии рёбер жесткости: .


3.1.2. Рассчитываем напряжение сжатия от газовых сил в сечении Х-Х:
,
где - относительная площадь расчётного сечения поршня с учётом ослабления его отверстиями для отвода масла:


где относительный диаметр поршня по дну канавки: ,
диаметр масляного кольца ,
.
Число масляных отверстий .
Допустимое напряжение сжатия для алюминиевых сплавов .


3.1.3. Рассчитываем напряжение разрыва в сечении Х-Х от максимальной инерционной силы (при ц=0):

Допустимое напряжение на разрыв для алюминиевых сплавов .

3.1.4. Напряжение в верхней кольцевой перемычке:
- напряжение среза:
,
где - относительная толщина первой кольцевой перемычки
- напряжение изгиба:

Cложное напряжение по третьей теории прочности:

Допустимое напряжение на разрыв для алюминиевых сплавов .


3.1.5. Удельное давление поршня, отнесённое к высоте юбки поршня:
,
где относительная высота юбки поршня

= 0,33…0,96

3.1.6. Удельное давление поршня, отнесённое ко всей высоте поршня:
.
= 0,22…0,42

 

 

3.2. Расчёт поршневого кольца

3.2.1. Рассчитываем среднее давление на стенку цилиндра:
, где - модуль упругости для легированного чугуна,
- относительная величина разности между величинами зазоров замка кольца в свободном и рабочем сечении.
0,11…,37

 

 

 

 

3.2.2. Рассчитываем эпюру давления кольца в различных точках окружности:
, где - коэффициент для различных углов Ψ по окружности кольца.
При
При
При
При
При
При
При
Результаты расчёта эпюры удельного давления кольца:
Ψ, град 0 30 60 90 120 150 180

1,06 1,06 1,14 0,90 0,46 0,67 2,85

0,15105
0,15105
0,16245
0,12825
0,06555
0,095475
0,406125


По полученным данным строим эпюру давления кольца на стенку цилиндра.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Эпюра давления кольца на стенку цилиндра
3.2.3. Рассчитываем напряжение кольца в рабочем состоянии:

3.2.4. Рассчитываем напряжение изгиба при надевании кольца на поршень:
,
где m=1,57 – экспериментальный коэффициент, зависящий от способа надевания кольца.
Допустимое напряжение .

3.3. Расчёт поршневого пальца

3.3.1. Рассчитываем удельное давление пальца на втулку верхней головки шатуна:
,
где - относительная длина втулки поршневой головки шатуна,
- относительный наружный диаметр пальца.
,
где k=0,86 – коэффициент, учитывающий уменьшение инерционной силы за счёт вычета массы поршневого пальца.
20…60

 


3.3.2. Рассчитываем удельное давление пальца на бобышку:

где - относительное расстояние между бобышками,
- относительная длина пальца.
15…50
3.3.3. Напряжение от изгиба поршневого пальца:

где .
100…250
3.3.4. Рассчитываем касательное напряжение от среза пальца в сечениях, расположенных между бобышками и головкой шатуна:


60…250

 

 


3.3.5. Рассчитываем увеличение горизонтального диаметра пальца в его средней части (овализация пальца):



где

3.4. Расчёт стержня шатуна

3.4.1. Рассчитываем напряжение сжатия в сечении В-В от сжимающей силы .

В плоскости качения шатуна:


,
где
- из таблицы динамического расчета = 4,768841
,
- ширина шатуна в среднем сечении B-B;
- ширина шатуна в минимальном сечении;
- наружный диаметр поршневой головки шатуна;
,
- коэффициент, учитывающий влияние продольного изгиба шатуна в плоскости качения шатуна.

3.4.2. Рассчитываем напряжение сжатия в сечении В-В от сжимающей силы в плоскости, перпендикулярной плоскости качения шатуна:
где .

3.4.3. Рассчитываем напряжения от действия растягивающей силы:

3.4.4. Рассчитываем средние значения напряжения цикла:
- в плоскости качения шатуна:

- в плоскости, перпендикулярной плоскости качения шатуна:

 

 

3.4.5. Рассчитываем амплитуды напряжения цикла:
- в плоскости качения шатуна:

- в плоскости, перпендикулярной плоскости качения шатуна:

3.4.6. Рассчитываем амплитуды цикла с учетом концентрации напряжений в зависимости от размера и способа обработки поверхности детали:
- в плоскости качения шатуна:

- в плоскости, перпендикулярной плоскости качения шатуна:

Где
масштабный коэффициент, принимаю -0,88 по размеру сечения стержня
масштабный коэффициент принимаю -1,3 с учетом упрочнения обдувкой дробью

принимаю -800Мпа исходя из механических свойств стали 45Г2


3.4.7. Определяем запас прочности шатуна по пределу усталости:

- в плоскости качения шатуна:

- в плоскости, перпендикулярной плоскости качения шатуна:

Где
- коэффициент приведения ассиметричного к равноопасному симметричному для сталей,
принимаю 0,17

для шатунов автомобильных двигателей значения , не должны превышать 1,5


4. РАСЧЁТ СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЯ
4.1. Расчёт системы смазки
4.1.1. Рассчитываем количество тепла, отводимого от двигателя маслом, учитывая, что в современных автомобильных двигателях отводится 1,5ч3 % от общего количества теплоты, веденной в двигатель с топливом.

4.1.2. Рассчитываем циркуляционный расход масла. Массовый циркуляционный расход масла равен:
, при удельной теплоёмкости масла
Температура нагрева масла в двигателе = 10 К
4.1.3. Рассчитываем стабилизационный расход масла:

4.1.4. Определяем расчетную производительность насоса с учетом утечек масла через радиальные и торцевые зазоры:

4.1.5. Рассчитываем мощность, затрачиваемую на привод масляного насоса:
,
где - избыточное давление масла в системе ( и -соответственно давление масла перед насосом и за насосом),
- напор,
- объёмный расход масла,
4.2. Расчёт системы охлаждения

4.2.1. Рассчитываем количество тепла, отводимого от двигателя охлаждающей жидкостью:

4.2.2. Рассчитываем циркуляционный расход жидкости в системе охлаждения:

где - удельная теплоёмкость охлаждающей жидкости, для атифриза ,
- перепад температуры охлаждающей жидкости на выходе и входе в двигатель

4.2.3. Рассчитываем производительность насоса:
,
- коэффициент подачи насоса
4.2.4. Рассчитываем мощность, потребляемую насосом, задаваясь величиной напора:
,
где - перепад давлений на выходе входе насоса;
- плотность охлаждающей жидкости.

4.2.5. Мощность, затрачиваемая на привод насоса:
.

5. КОНСТРУКТИВНАЯ РАЗРАБОТКА ДВИГАТЕЛЯ

Этап конструктивной разработки двигателя заключается в выполнении чертежей поперечного и продольного комбинированных разрезов двигателя.
Согласно данным, полученным в результате теплового расчета (диаметр цилиндра, ход поршня, длина шатуна), расчета деталей и систем двигателя (размеры деталей), производим предварительная компоновка двигателя на листах миллиметровой бумаги. При компоновке двигателя необходимо обратить особое внимание на провёртываемость коленчатого вала двигателя, размещение клапанов, привод газораспределения, выбор расстояний между осями цилиндров, выбор размеров коренных и шатунных шеек коленчатого вала, форму и размеры камеры сгорания.
Окончательная конструктивная разработка всех элементов двигателя выполняется в карандаше, тонкими линиями без штриховки, на листах чертежной бумаги формата А1 с соблюдением ГОСТов. Поперечный разрез двигателя выполняется по оси первого цилиндра с вырезом 1/4 поршня, находящегося в верхней мёртвой точке. Вспомогательные разрезы делаются по осям клапанов, толкателю, свече, масляному насосу, приводу распределителя зажигания и масляного насоса.
Продольный разрез выполняется в плоскости осей цилиндров и оси коленчатого вала. Поршневая и шатунная группы вычерчиваются с разрезами и без разрезов. Вспомогательные разрезы делаются по осям клапанов, по оси кулачкового вала, по осям толкателей, а также по оси водяного насоса и вентилятора.
Далее разрабатываются передний и задний концы коленчатого вала, их уплотнения, конструкция базисного подшипника и крепление маховика. При конструктивной разработке учитываем следующие обстоятельства:
- технологическую возможность выполнения детали;
- доступность к деталям, контролируемым и регулируемым при эксплуатации;
- возможность и последовательность сборки и разборки, цен¬тровки и фиксации деталей;
- обеспечение смазки трущихся поверхностей.
Список использованной литературы

1. Автомобильные двигатели / Под ред. М.С. Ховаха. М.: Машиностроение, 1977.
2. Двигатели внутреннего сгорания. / Под ред. В.Н. Луканина. М.: Высшая школа, 1985.
3. Расчет автомобильных и тракторных двигателей / Колчин А.И. Демидов В.П. М.: Высшая школа, 1980.
4. Рабочие процессы в двигателях и их агрегатах / Под ред. А.С. Орлина, М.Г. М.:Машиностроение, 1957.

 




Комментарий:

Курсовая работа - отлично!


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы