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:
Расчет дизельного двигателя ЯМЗ-236

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

Цена:
0 руб



Подробное описание:

СОДЕРЖАНИЕ

1. Расчет основных параметров дизельного двигателя ……………..……..…...3
2. Расчет основных параметров узлов двигателя………………………………14
2.1 Расчет поршня………………………………………………………….14
2. Расчет топливного насоса высокого давления …………………...…...18
2.3 Расчет форсунки ………………………………………………...……..19
2.4 Расчет водяного насоса двигателя……………………………….……20
2.5 Расчет поверхности охлаждения водяного радиатора…………..…...21
2.6 Расчет вентилятора …………………………………………………….22
2.7 Расчет масляного насоса……………………………………...………..24
2.8 Расчет центрифуги…………………………………………..…………26
2.9 Расчет масляного радиатора…………………………………..………28

3. Определение характеристик автомобиля…………………………………….29
3.1 Расчет внешней скоростной характеристики двигателя………….... 29
3.2 Расчет скоростей движения автомобиля……………………………..31
3.3 Расчет тяговой характеристики……………………………………….32
3.4 Расчет динамического фактора автомобиля…………………………35
3.5 Расчет топливной экономичности……………………………………38
3.6. Расчет производительности автомобиля………………….................40

Список литературы……………………………………………………………… 42

 

1. Расчет основных параметров дизельного двигателя.
1.1. Теоретически необходимое количество воздуха для 1 кг топлива с учетом того, что кислорода в воздухе по массе содержится 23%:

кг;

с учетом того, что по объему количество кислорода в воздухе составляет 21%, теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг дизельного топлива:

кмоль.

Проверка: поскольку средняя (кажущаяся) молекулярная масса воздуха , то отношение должно быть приближенно равно этой величине: .
1.2. Суммарное количество воздуха:

кмоль/кг.

1.3. Количество продуктов сгорания при :

кмоль/кг.

Избыточное количество свежего воздуха:

кмоль/кг.

Суммарное количество продуктов сгорания:

кмоль/кг.

Теоретический коэффициент молекулярного изменения:

.

1.4. Параметры процесса выпуска. Если параметры заряда в процессе впуска МПа; ˚ К, температура подогрева заряда ˚ С, то плотность заряда на впуске (универсальная газовая постоянная для воздуха ):

кг/м3.

Давление в конце впуска при давлении на впуске :

.

Принимается значение суммарного коэффициента , характерное для дизелей, и скорость заряда в сечении клапана м/с, тогда МПа.
Принимая характерные для дизелей значения параметров остаточных газов МПа и ˚ К, вычисляют коэффициент остаточных газов:

.

Температура в конце впуска при :

˚ К.

Коэффициент наполнения при коэффициенте дозарядки ; и :

.

.1.5. Параметры процесса сжатия. Задаваясь показателем политропы сжатия , определяют давление конца сжатия:

МПа.

Температура конца сжатия:

˚ К.
1.6. Параметры процесса сгорания. Уравнение процесса сгорания в дизеле при коэффициенте теплоиспользования :

.

Здесь действительный коэффициент молекулярного изменения:

.

Первое слагаемое уравнение процесса сгорания:

кДж/кмоль.

Поскольку средняя молярная теплоемкость воздуха , кДж/(кмоль·˚С), при и температуре конца сжатия (по Цельсию ˚С, т.е. ˚С) равна 22,408 кДж/(кмоль·˚С), то внутренняя энергия 1 кмоля воздуха при температуре сжатия :

кДж/кмоль.

где - внутренняя энергия 1 кмоля продуктов сгорания при температуре , включает в себя внутреннюю энергию продуктов сгорания при и внутреннюю энергию избыточного воздуха, т.е. .
Теплоемкость продуктов сгорания при и ˚С:

кДж/кмоль.

Внутренняя энергия продуктов сгорания при , ˚С, определяемая линейной интерполяцией:

кДж/кмоль.

внутренняя энергия 1 кмоля продуктов сгорания при температуре ˚С и :

кДж/кмоль.

Величина второго слагаемого:

кДж/кмоль.

Задавшись степенью повышения давления - значением, характерным для дизелей, вычисляем величину третьего слагаемого:

кДж/кмоль.

Сумма всех членов левой части уравнения сгорания:

кДж/кмоль.

Следовательно, правая часть уравнения сгорания:

кДж/кмоль.

или (т.к. ранее вычисленный в п. 1.6. коэффициент молекулярного изменения ) правая часть может быть представлена уравнением:

кДж/кмоль.

Величина (внутренняя энергия продуктов сгорания в точке z) является функцией температуры сгорания и теплоемкости, поэтому уравнение можно решить методом последовательного приближения.
Если ˚К ( ˚С), то:

кДж/кмоль,
кДж/кмоль.

Если ˚К ( ˚С), то:

кДж/кмоль,
кДж/кмоль.

Т.к. внутренняя энергия продуктов сгорания равно 56130 кДж/кмоль, то очевидно, что искомая температура сгорания находится между 2200 ˚К и 2300 ˚К. путем линейной интерполяции определяется искомая температура ˚К.
Степень предварительного расширения:

.

Максимальное давление сгорания определяется предварительно в предположении, что - степень повышения давления, равна 1,8:

МПа.

1.7. Параметры процесса расширения. Степень последующего расширения как функция степени сжатия:

.

Температура конца расширения (в точке , соответствующей НМТ) при значении показателя политропы расширения, характерного для быстроходных дизелей и равного :

˚К.

Давление конца расширения:

˚К.

Среднее индикаторное давление цикла:



МПа.

1.8. Среднее индикаторное давление действительного цикла с учетом округления диаграммы при :

МПа.

1.9. Основные показатели цикла. Доля индикаторного давления, затраченного на трение и привод вспомогательных механизмов, с учетом коэффициентов , принимая, что средняя скорость поршня м/с, для дизелей с неразделенной камерой сгорания значение ; :

МПа.

Среднее эффективное давление цикла:

МПа.

Механический КПД:

.

Удельный индикаторный расход топлива:

г/кВтч.

Удельный эффективный расход топлива:

г/кВтч.

Индикаторный КПД цикла:

.

Эффективный КПД цикла:

.


Часовой расход топлива:
кг/ч.

1.10. Основные размеры двигателя. Рабочий объем всех цилиндров:

л.

Рабочий объем одного цилиндра:

л.

Диаметр цилиндра при :

мм.

При мм, л значение хода поршня будет несколько больше ранее принятого, хотя и не намного мм.
Средняя скорость поршня также будет несколько отличаться от ранее принятой:

м/с.

1.11. Радиус кривошипа:

м.

1.12. Площадь поршня:

м2.

1.13. Действительная индикаторная работа газов в одном цилиндре за один цикл:

Дж.

1.14. Количество теплоты, подводимое к цилиндру при индикаторном КПД :
Дж.

1.15. Количество топлива, сгорающего за один цикл при низшей удельной теплоте сгорания кДж/кг:

г.

1.16. Количество топлива, сгорающего в течении одной секунды при об/с, числе тактов , числе цилиндров :

г.

1.17. Количество топлива, сгорающего в течении часа:

г.

1.18. Индикаторная мощность:

кВт.

1.19. Индикаторный удельный расход топлива (проверка):

г/кВтч.

1.20. Литровая мощность:

кВт/л.

1.21. Поршневая мощность при площади поршня дм2:

кВт/дм2.

1.22. Объем камеры сгорания при степени сжатия :

м3.

1.23. Высота камеры сгорания при степени сжатия :

м.

1.24. Полный объем цилиндра:

м3.

1.25. Давление в цилиндре в конце сгорания при коэффициенте молекулярного изменения рабочей смеси , температуре конца сгорания ˚К, давлении начала сгорания (конца сжатия) МПа, температуре начала сгорания ˚К

МПа.

1.26. Сила давления газов на поршень:

кН,

здесь кПа – давление в окружающей среде.
1.27. Угол наклона шатуна при угле поворота коленчатого вала двигателя ˚, соответствующем , и отношению радиуса кривошипа к длине шатуна , определяемому из формулы :

.

1.28. Сила, направленная вдоль оси шатуна:

кН.

1.29. Боковая сила, направленная перпендикулярно вертикальной оси:

кН.

1.30. Центростремительная сила, направленная вдоль кривошипа к оси коленчатого вала:

кН.

1.31. Сила, действующая перпендикулярно радиусу кривошипа, создающая крутящий момент двигателя:

кН.

1.32. Крутящий момент двигателя:

кНм.

1.33. Опрокидывающий момент (от боковой силы на плече от оси поршневого пальца до оси коленчатого вала) при длине шатуна (в соответствии что ):

м;
кНм,
т.е.


Основные параметры двигателей внутреннего сгорания.
Высота поршня мм;
Высота верхней части поршня мм;

Таблица 1.
Параметр двигателя
Значение
Высота поршня Н, м 0,130
Высота верхней части поршня, h1 0,078
Диаметр бобышки, dо 0,039
Расстояние между торцами бобышек, bо 0,039
Расстояние до первой поршневой канавки , l 0,0195
Радиальная толщина кольца, t 0,0052
Высота кольца, мм 3
Наружный диаметр кольца, dn 0,039
Длина пальца закрепленного 0,1144
Длина пальца плавающего 0,104
Длина втулки шатуна закрепленного пальца 0,0364
Длина втулки шатуна плавающего пальца 0,0507
Внутренний диаметр поршневой головки без втулки 0,039
Внутренний диаметр поршн. шатун. головки со втулкой 0,0429
Наружный диаметр поршневой головки шатуна 0,0507
Длина верхней головки шатуна при закрепл. пальце 0,0364
Длина верхней головки шатуна при плавающем пальце 0,0429
Минимальная толщина стенки головки 0,00624
Толщина стенки втулки 0,000273
Диаметр шатунной шейки V обр. двигателя 0,104
Диаметр коренной шейки 0,091
Длина шатунной шейки 0,104
Длина коренной шейки промежуточной 0,065
Длина коренной щеки средней (крайней) 0,0845
Длина щек 0,1625
Диаметр горловины клапана, dr 0,0598
Высота подъема клапана, hкл 0,0208
Радиус начальной окружности кулачка, rо 0,0624

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


2.Расчет основных параметров узлов двигателя.
2.1 Расчет поршня.
Поршни автомобильных и тракторных двигателей изготавливают в основном из алюминиевых сплавов и чугуна.
Основные конструктивные размеры поршня приведены в таблице 1. Величину верхней части поршня (расстояние от днища до оси отверстия пальца) выбирают, исходя из обеспечения одинакового давления опорной поверхности поршня по высоте цилиндра и прочности бобышек, ослабленных сквозными отверстиями для пропуска масла, имеющими ось , просверленными в нижней канавке головки поршня. Это условие обеспечивается при , где - расстояние от днища поршня до оси (горизонтальной оси отверстий в канавке маслосъемного кольца); - диаметр бобышки.
Расстояние между торцами бобышек принимается на мм больше длины верхней головки шатуна.
Проверочный расчет элементов поршня осуществляется без учета переменных нагрузок, величина которых учитывается при установлении допускаемых напряжений. Рассчитывают днище, стенку головки, верхнюю кольцевую перемычку, опорную поверхность и юбку поршня.
Днище поршня рассчитывают на изгиб от действия максимальных газовых усилий как равномерно нагруженную круглую плиту, свободно опирающуюся на цилиндр.
Для дизелей максимальное давление газов обычно достигается при работе на режиме максимальной мощности.


Таблица 2
Толщина днища поршня мм;
Высота поршня мм;
Наименование Дизели
Толщина днища поршня,
0,0156
Высота поршня,
0,13
Высота верхней части поршня,
0,078
Высота юбки поршня,
0,078
Диаметр бобышки,
0,039
Расстояние между торцами бобышек,
0,039
Толщина стенки юбки поршня, мм
2
Толщина стенки головки поршня,
0,0065
Расстояние от днища до первой поршневой канавки,
0,0143
Толщина первой кольцевой перемычки,
0,0052
Расчет основных параметров узлов двигателя Расчет основных параметров узлов двигателя
Высота кольца мм ,
3
Разность между величинами зазоров замка кольца в свободном и рабочем состоянии,


0,01664
Радиальный зазор кольца в канавке поршня, мм:
-компрессионного
-маслосъемного

0,7
0,9
Внутренний диаметр поршня,
0,105
Число масленых отверстий в поршне,

8
Диаметр масляного канала,
0,0016
Наружный диаметр пальца,
0,039
Внутренний диаметр пальца.
0,039
Длина пальца, :
-закрепленного
-плавающего
0,1144
0,104
Длина втулки шатуна, :
-закрепленного пальца
-плавающего пальца
0,0364
0,0429

По результатам расчетов диаметр цилиндра мм, ход поршня мм, максимальное давление сгорания МПа при об/мин, площадь поршня см2, наибольшая нормальная сила МН при ˚, масса поршневой группы кг, частота вращения об/мин, .
Тогда в соответствии с аналогичными конструкциями двигателей с учетом соотношений, приведенных в таблице 1, принимаем: высоту поршня мм, высоту юбки поршня мм, радиальную толщину кольца мм, радиальный зазор кольца в канавке поршня мм, толщину стенки головки поршня мм, толщину верхней кольцевой перемычки мм, число и диаметр масляных каналов в поршне и мм. Материал поршня – алюминиевый сплав, , ; материал гильзы цилиндра – чугун, , .
Напряжение сжатия в сечении :
- площадь сечения:

м2,
где мм;
мм;
мм2;

- максимальная сжимающая сила:

МН;

- напряжения сжатия:

МПа.

Напряжение разрыва в сечении :
- максимальная угловая скорость холостого хода:
с-1;

- масса головки поршня с кольцами, расположенными выше сечения :

кг;

- максимальная разрывающая сила:

МН;

- напряжение разрыва:

МПа.

Напряжения в верхней кольцевой перемычке:
- среза:

МПа;

 

- изгиба:

МПа;

- сложное:

МПа.

Удельные давления на стенку цилиндра:

МПа;
МПа.

Диаметры головки и юбки поршня:

мм;
мм,

где мм; мм.

Диаметральные зазоры в горячем состоянии:

мм;
мм,

где ˚К, ˚К, ˚К приняты с учетом водяного охлаждения двигателя.

 

 

 

 

 

 

2.2 Расчет топливного насоса высокого давления.
Основные параметры топливного насоса высокого давления золотникового типа – диаметр и ход плунжера, зависящие от цикловой подачи на режиме номинальной мощности. Расчет ведется для условий, где кВт; об/мин, , г/см3, .
2.2.1 Цикловая подача:

мм3/цикл.

где - удельный эффективный расход топлива, г/кВтч, - плотность топлива.
2.2.2 Теоретическая подача секции топливного насоса с учетом коэффициента подачи :

мм3/цикл.

2.2.3 Полная производительность секции насоса:

мм3/цикл,

где - коэффициент, учитывающий перепуск топлива, перегрузки, надежность пуска при низких температурах.
2.2.4 Принимая отношение хода плунжера к диаметру , находят диаметр плунжера:

мм.

2.2.5 Полный ход плунжера:

мм.

2.2.6 Активный ход плунжера:

.

 


2.3 Расчет форсунки.
Расчет форсунки сводится к определению диаметра сопловых отверстий. По результатам теплового расчета дизеля и топливного насоса высокого давления действительное давление в конце сжатия МПа, давление в конце сгорания МПа, частота вращения коленчатого вала двигателя об/мин, цикловая подача топлива мм3/цикл, плотность топлива кг/м3.
Время истечения топлива при продолжительности подачи топлива в градусах поворота коленчатого вала ˚ (при пленочном смесеобразовании ˚, при объемном ˚):

с.

Среднее давление газа в цилиндре в период впрыска:

МПа.

При среднем давлении впрыска МПа средняя скорость истечения топлива через сопловые отверстия:

м/с.

Суммарная площадь сопловых отверстий:

мм2,

здесь - коэффициент расхода топлива, .
Диаметр соплового отверстия при :

мм,

где - число сопловых отверстий; при пленочном смесеобразовании или с диаметром отверстия мм, при объемном смесеобразовании – многодырчатые распылители с диаметром отверстий мм и более.

 


2.4. Расчет водяного насоса двигателя.
2.4.1 Общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом:

Дж/с.

2.4.2 Учитывая, что количество теплоты , отдаваемое окружающей среде для дизельных двигателей, 15…25%:

Дж/с.

2.4.3 Циркуляционный расход воды в системе охлаждения:

м/с,

где - средняя теплоемкость воды, Дж/кг˚К; - средняя плотность воды, кг/м3; - температурный перепад воды при принудительной циркуляции, для дизеля ˚К.
2.4.4 Расчетная производительность насоса:

м3/с,

где - коэффициент подачи насоса, .

 

 

 

 

 

 

 



2.5 Расчет поверхности охлаждения водяного радиатора.
2.5.1 Количество воздуха, проходящего через радиатор при - количестве теплоты, отдаваемой окружающей среде, равной 231420 Дж/с:

кг/с,

где - средняя теплоемкость воздуха, Дж/кг˚К;
- перепад температуры воздуха в решетке радиатора дизельного двигателя, ˚К.
2.5.2 Массовый расход воды, проходящий через радиатор:

кг/с,

где - плотность воды, кг/м3; - циркуляционный расход воды, м3/с.
2.5.3 Средняя температура охлаждающего воздуха, проходящего через радиатор:

˚К,

где - расчетная температура воздуха перед радиатором, ˚К.
2.5.4 Средняя температура воды в радиаторе:

˚К,

где - температура воды перед радиатором, ˚К; - температурный перепад воды в радиаторе, ˚К.
2.5.5 Поверхность охлаждения радиатора:

м2,

где - коэффициент теплоотдачи для радиаторов грузовых автомобилей, варьируется в пределах Вт/м2˚К.
Если чрезмерно велика, увеличивают производительность водяного насоса, увеличивая перепад температуры в решетке радиатора .

 

 

2.6 Расчет вентилятора.
2.6.1 Плотность воздуха при средней его температуре ˚К:

кг/м3,

где - давление воздуха в окружающей среде, МПа; - удельная газовая постоянная воздуха, Дж/кг˚К ( ; - универсальная газовая постоянная, - масса 1 кмоля воздуха).
2.6.2 Производительность вентилятора ( кг/с):

м3/с,

где - количество воздуха, проходящего через радиатор.
2.6.2 Фронтовая поверхность радиатора:

м2,

где - скорость воздуха перед фронтом радиатора, без учета скорости автомобиля, м/с.
2.6.3 Диаметр вентилятора:

м.

2.6.4 При окружной скорости вентилятора:

м/с,

где - безразмерный коэффициент для плоских лопастей, ; - сопротивление воздушного тракта, для автомобильный и тракторных двигателей, Па.
2.6.5 Частота вращения вентилятора:

об/мин.

2.6.6 Мощность затрачиваемая на привод вентилятора:

кВт.

где - КПД клепанного вентилятора, ; - КПД литого вентилятора, .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.7 Расчет масляного насоса.
2.7.1 Количество тепла, отводимого маслом от двигателя, составляет от тепла, введенного в двигатель, по условию теплового расчета Дж/с:

кДж/с.

2.7.2 Циркуляционный расход масла при его теплоемкости кДж/кг˚К, температуре нагрева ˚К, плотности кг/м3 составляет:

м3/с.

2.7.3 Циркуляционный расход с учетом с учетом стабилизации давления масла в системе:

м3/с.

2.7.4 Расчетная производительность насоса с учетом объемного коэффициента подачи :

м3/с.

2.7.5 Объем зуба шестерни равен объему впадины между зубьями:

, м3,

где - диаметр начальной окружности шестерни, м; - высота зуба, м; - длина зуба, м.
Расчетная производительность насоса:

, м3,

здесь - частота вращения шестерен, об/мин.
2.7.6 Учитывая, что оптимальное число зубьев шестерен ; оптимальный модуль зацепления составляет мм; оптимальное значение окружной скорости шестерен м/с, , ; частота вращения ведущей шестерни насоса при м/с:
об/мин,

где - диаметр внешней окружности шестерни, м; при мм, , м.

2.7.7 Ширина шестерни, равная длине зуба, из условия обеспечения расчетной производительности:

м.

2.7.8 При рабочем давлении для дизелей МПа и механическом КПД насоса , мощность, затрачиваемая на привод насоса:

Вт,

где - рабочее давление масла в системе, МПа, .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


2.8 Расчет центрифуги.
Масляная центрифуга – центробежный фильтр тонкой очистки масла от механических примесей. На автомобильных и тракторных двигателях (не на всех, конечно) устанавливаются двухсопловые центрифуги с гидрореактивным приводом. Под давлением, создаваемым масляным насосом, масло из магистрали подается к ротору - сегнеровому колесу центрифуги. Масло, вытекающее из сопла, развивает реактивную силу благодаря существенному давлению (0,25…0,6 МПа), обеспечиваемому производительностью масляного насоса двигателя, и сжатию струи соплом. Под действием реактивной силы загрязнения (механические примеси и тяжелые фракции масла) отбрасываются и буквально прилипают к стенкам центрифуги, образуя отложения, которые легко удаляются при техобслуживании.
Реактивная сила струи масла, вытекающего из одного сопла при установившемся режиме вращения ротора определяется:

,

где - плотность масла, кг/м3; - коэффициент сжатия струи масла, вытекающего из сопла; - площадь отверстия сопла, м2; частота вращения ротора, об/мин; - расстояние от оси сопла до оси вращения ротора; - количество масла, проходящее через сопла центрифуги, м3/с.
2.8.1 Для этих условий площадь отверстия сопла:

м2,

где оптимальный диаметр сопла.
2.8.2 Оптимальной частотой вращения центрифуги является об/мин, она позволяет достичь высококачественной очистки масла. Поэтому вначале центрифуга принимается полно поточной с производительностью, равной циркуляционному расходу масла м3/с, и для этой величины определяется число оборотов центрифуги в минуту:

об/мин,

где - коэффициент сжатия струи;
м - расстояние от сопла до оси вращения;
Нм - момент сопротивления в начале вращения ротора;
Нм/(об/мин) - скорость нарастания момента сопротивления;
кг/м3 - плотность масла.
Т.к. полученное значение слишком велико, то приводим его к значению об/мин и используем таким образом неполнопоточную центрифугу.
Реактивная сила будет равна:

н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.9. Расчет масляного радиатора.
Масло, циркулирующее в системе двигателей, охлаждается в радиаторах двух типов: в воздушно-масляных с воздушным охлаждением и в водомасляных с водяным охлаждением (в масляных радиаторах, омываемых водой).
2.9.1 Для водомасляного радиатора поверхность охлаждения:

м2,

где ˚К - среднее значение температуры масла в радиаторе;
Дж/с - количество тепла, отводимого маслом от двигателя;
˚К - средняя температура воды в радиаторе;
– коэффициент теплопередачи от масла к воде:

Вт/м2˚К.

где Вт/м2˚К - коэффициент теплоотдачи от масла к стенке радиатора;
мм - толщина стенки радиатора;
Вт/м2˚К - коэффициент теплопроводности стенки;
Вт/м2˚К - коэффициент теплоотдачи от стенки радиатора к воде.
10.2. Для воздушно-масляного радиатора Вт/м2˚К, поэтому площадь охлаждения при ˚К; средняя температура воздуха перед радиатором:

м2.

 

 

 

 

 

 


3.Определение характеристик автомобиля
3.1 Расчет внешней скоростной характеристики двигателя.
Внешней скоростной характеристикой называют зависимость от частоты вращения , эффективной мощности , эффективного крутящего момента , часового и удельного эффективного расхода топлива при положении рейки топливного насоса, соответствующем максимальной подаче топлива в дизеле.
Значения эффективной мощности двигателя при различной частоте вращения коленчатого вала (в исследуемой точке):

,
кВт
кВт

где кВт - максимальная мощность двигателя;
; ; коэффициенты;
- отношение частоты вращения двигателя в исследуемых точках, к частоте вращения при максимальной мощности .


Значения угловых скоростей коленчатого вала:

,
рад/с
рад/с

где - частота вращения коленчатого вала, об/мин.
Крутящий момент на коленчатом валу:

кН/м.
кН/м
кН/м
Параметры внешней скоростной характеристики двигателя.

Параметры Значения параметров при соответствующих n, об/мин
700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100
, с-1
73,3 94,2 115 136 157 177,9 198,8 219,8

0,33 0,43 0,52 0,62 0,71 0,81 0,90 1

0,11 0,18 0,27 0,38 0,50 0,66 0,81 1

0,04 0,08 0,14 0,24 0,36 0,53 0,73 1
, кВт
42,4 59,01 76,18 92,38 106,94 123,37 132,3 140
, Нм
578,4 626,4 662,43 679,26 681,15 693,48 665,5 636,94
, г/кВтч
320 315 310 300 280 295 335 350
, кг/ч
13,57 18,59 23,62 27,71 29,94 36,39 44,32 49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 Расчет скоростей движения автомобиля.
В зависимости от номера передачи скорость автомобиля вычисляется по формуле:

, км/ч,
км/ч;
км/ч;

где - частота вращения коленчатого вала, об/мин; - радиус качения колеса, м.

, м,

где , мм - посадочный диаметр шины;
, мм - ширина профиля шины;
- коэффициент деформации шин;
- передаточное число трансмиссии;
- передаточное число главной передачи;
- передаточное число коробки на данной передаче.
Значения скоростей автомобиля

Номер передачи Частота вращения коленчатого вала, об/мин
700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100
1 5 6 7,6 9 10,4 11,8 13 15
2 8,8 11,31 13,8 16,3 18,9 21,4 24 26,4
3 16,8 22 26,4 31 36 40,8 45,6 50,4
4 25,5 32,8 40 47,4 54,6 62 69,2 77

 

 

 

 

 

 

3.3 Расчет тяговой характеристики.

Тяговая характеристика – зависимость тягового усилия на ведущих колесах от скорости движения автомобиля на всех передачах.

Используя полученные в результате расчета внешней скоростной характеристики значения , определяют тяговую силу ведущих колес на всех передачах:
;
Н;
Н;

где КПД трансмиссии для данной передачи;
найденные ранее значения передаточных чисел трансмиссии для соответствующих передач и радиуса качения колеса.

КПД трансмиссии представляется как произведение КПД входящих в нее узлов:
;
где КПД сцепления;

КПД карданной передачи рассчитывается по формуле:
;
где коэффициент полезного действия шарнирного узла карданной передачи, для одного шарнира;
число шарнирных узлов карданной передачи.

Для остальных узлов КПД рассчитывается по формуле:
;
где КПД зубчатой пары, находящейся в зацеплении для передачи крутящего момента;
число зубчатых пар, находящихся в зацеплении;
КПД подшипников качения;
число подшипников нагруженных при включенной передаче.


Перед расчетом КПД необходимо построить кинематическую схему, используя литературные источники, содержащие описание и иллюстрации конструкций автомобилей.

Тяговая сила при взаимодействии шин с дорогой, реализует на ведущих колесах вращающий момент, создаваемый двигателем, преодолевая силы сопротивления дороги, что отражается уравнением тягового баланса:
;
где соответственно суммарная сила сопротивления качению и подъему, сила сопротивления воздуха, сила, затрачиваемая на разгон автомобиля.

Сила суммарного сопротивления дороги :
;
где ускорение свободного падения;
масса автомобиля с полной нагрузкой;
коэффициент сопротивления дороги;
коэффициент сопротивления перекатыванию;
коэффициент, учитывающий подъем , уклон дороги.

Сила тяжести автомобиля с полной нагрузкой:
;
где сила тяжести автомобиля с полной нагрузкой;
сила тяжести груза.

Сила сопротивления воздушной среды становящаяся значимой при скорости :
;


где коэффициент сопротивления воздуха (коэффициент обтекаемости);
площадь лобового сопротивления автомобиля;
колея автомобиля;
наибольшая высота автомобиля;
скорость движения автомобиля.

Если , т.е. , то автомобиль не может двигаться ускоренно, если т.е. , то ускорение разгона в первом приближении .

Поэтому, чтобы автомобиль не замедлялся (и не останавливался) сила тяги, обеспечиваемая двигателем на ведущих колесах, должна быть больше суммы сопротивлений движению, с другой стороны для реализации необходимо, чтобы (здесь коэффициент сцепления движителя с дорогой; сила тяжести автомобиля, приходящаяся на ведущие колеса) иначе будет пробуксовывание ведущих колес.
На график тяговой характеристики необходимо нанести значения сил сопротивлений движению автомобиля и сил сцепления движителя с дорогой для заданных участков трассы и определить номера передач, на которых возможно устойчивое движение автомобиля.

Значения силы тяги на ведущих колесах автомобиля.

Номер передачи Частота вращения коленчатого вала n, об/мин
700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100
1 P 25801 27942 29549 30300 30378 30934 29664 28370
2 P 14228 15409 16285 16709 16756 17059 16359 15670
3 P 7453 8071 8530 8752 8777 8935 8569 8208
4 P 4905 5312 5614 5761 5776 5881 5639 5402
1 D 0,374 0,394 0,417 0,427 0,429 0,437 0,419 0,401
2 D 0,212 0,227 0,229 0,236 0,230 0,237 0,231 0,221
3 D 0,104 0,112 0,118 0,120 0,120 0,121 0,114 0,107
4 D 0,067 0,071 0,074 0,074 0,071 0,069 0,063 0,056
1 j 0,433 0,513 0,574 0,601 0,606 0,605 0,578 0,531
2 j 0,008 0,066 0,112 0,117 0,116 0,144 0,121 0,082

 

 

 

 

 

3.4 Расчет динамического фактора.
Результаты силового баланса не позволяют непосредственно оценивать динамичность автомобилей, имеющих разные массы, поскольку тяговая сила, момент и мощность, необходимые для преодоления сопротивления дороги при одних и тех же условиях движения у них различны.
Динамическим фактором автомобиля D называют отношение разности силы тяги и силы сопротивления воздуха к силе тяжести автомобиля:

.



Где : - Тяговая сила (рассчитанная ранее);
- Сила сопротивления воздушной среды;
- Сила тяжести автомобиля с полной нагрузкой
Остальные значения рассчитываются аналогично.
Ускорение, которое может быть реализовано при движении автомобиля:


где коэффициент учета вращающихся масс, при передаточном числе коробки передач iк он вычисляется по формуле:
.

Результаты вычислений заносятся в таблицу (кроме отрицательных значений j) и строятся графики для всех передач с нанесением значений ψ и динамического фактора по сцеплению (движение автомобиля без буксования ведущих колес возможно только при ) и .

Путь торможения при отсутствии пробуксовывания колес:
;


Где скорость автомобиля к моменту начала торможения;
коэффициент сцепления ;
коэффициент сопротивления перекатыванию;
величина подъема (уклона дороги),
ускорение свободного падения.

Минимальное время торможения (без учета времени реакции водителя, времени срабатывания тормозов и т.д.) до полной остановки:
.


Вычисленные по формулам значения тормозного пути и времени торможения для каждого участка трассы (на всех передачах) заносятся в таблицу, а затем по ним строятся графики и .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зависимости тормозного пути и времени торможения от скорости движения автомобиля на первом участке.
Пара-метры Частота вращения коленчатого вала об/мин
700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100
Va1, м/с 1,4 1,67 2,11 2,5 2,77 3,27 3,6 4,2
Sт, м 0,14 0,2 0,32 0,45 0,56 0,77 0,94 1,27
tт , с 0,2 0,23 0,30 0,36 0,4 0,47 0,52 0,60
Va2, м/с 2,44 3,14 3,8 4,5 5,28 5,94 6,67 7,33
Sт, м 0,43 0,71 1,06 1,48 1,99 2,55 3,21 3,89
tт , с 0,35 0,45 0,55 0,65 0,76 0,86 0,96 1,06
Va3, м/с 4,66 6,11 7,33 8,61 10 11,33 12,67 14
Sт, м 1,57 2,7 3,89 5,37 7,23 9,29 11,61 14,18
tт , с 0,68 0,88 1,06 1,24 1,44 1,64 1,83 2,03
Va4, м/с 7,08 9,11 11,11 13,17 15,17 17,22 19,22 21,39
Sт, м 3,63 6,31 8,93 12,54 16,64 21,46 26,74 33,1
tт , с 1,03 1,31 1,6 1,91 2,19 2,49 2,78 3,1

Зависимости тормозного пути и времени торможения от скорости движения автомобиля на втором участке.
Пара-метры Частота вращения коленчатого вала об/мин
700 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100
Va1, м/с 1,4 1,67 2,11 2,5 2,89 3,27 3,6 4,17
Sт, м 0,13 0,19 0,31 0,43 0,58 0,75 0,905 1,21
tт , с 0,19 0,23 0,29 0,35 0,4 0,46 0,5 0,58
Va2, м/с 2,4 3,14 3,83 4,53 5,25 5,94 6,67 7,33
Sт, м 0,42 0,69 1,02 1,42 1,91 2,45 3,09 3,73
tт , с 0,34 0,44 0,53 0,63 0,73 0,83 0,93 1,02
Va3, м/с 4,67 6,11 7,33 8,61 10 11,33 12,67 14
Sт, м 1,51 2,59 3,73 5,14 6,94 8,92 11,14 13,61
tт , с 0,65 0,85 1,01 1,2 1,39 1,57 1,76 1,94
Va4, м/с 7,08 9,11 11,11 13,17 15,17 17,22 19,22 21,39
Sт, м 3,38 5,76 8,57 12,03 15,97 20,59 25,65 31,76
tт , с 0,98 1,27 1,54 1,83 2,11 2,39 2,67 2,97

 

 

 

 


3.5 Расчет топливной экономичности.
Главный показатель экономичности – расход топлива в литрах на 100 км пробега. Расход топлива зависит от многочисленных факторов: как конструктивных параметров двигателя и автомобиля (например, обтекаемости), так и от условий эксплуатации ( состояния дорог, регулировки топливной аппаратуры, давления в шинах и др.). Квалификация водителя также имеет важное значение, так как грамотное вождение позволяет существенно снизить расход топлива. В частности, только использование наката позволяет экономить до 50% топлива, применение брезента, закрывающего кузов, уменьшает расход топлива до 30% . Влияют на экономичность температура охлаждающей жидкости и масла, а также загрузка двигателя (наилучшая экономичность при использовании максимальной мощности на 70…80%).
Поэтому расчетные значения по нижеприведенной методике могут превышать нормативы в 2…3 раза (поскольку она учитывает весьма ограниченное число факторов) и их следует рассматривать как максимальные величины расхода топлива, тем более, что удельный расход топлива принимается по графику внешней скоростной характеристики двигателя, снимаемой при полностью открытой дроссельной заслонке и отключенном ограничителе максимальной частоты вращения коленчатого вала (для карбюраторного двигателя) или при максимальной подаче топлива и отключенном всережимном регуляторе (для дизельного двигателя).

Расход топлива рассчитывается по формуле:
;


где мощность двигателя, необходимая для преодоления сопротивлений движения, ;
плотность дизельного топлива;
учитывает, что расход топлива принимается условно на 100 км пути;
множитель перевода см3 в литры.

Мощность, требуемая от двигателя для преодоления сопротивлений при равномерном движении:
;


где суммарная сила сопротивления дороги и воздуха, вычисляемая по формуле:

 


;


Результаты расчета топливно-экономической характеристики для участка трассы с однородными условиями движения

Номер
передачи Расход топлива на 100 км
1 151,98 149,64 147,3 142,62 133,15 140,37 159,41 166,8
2 142,1 139,86 137,63 133,4 123,73 126,33 150,7 158,09
3 131,61 122,1 119,49 107,44 101,3 106,13 135,89 145,43
4 116,24 104,54 98,5 92,71 86,3 89,02 121,5 133,43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.5 Расчет производительности автомобиля.
Техническая производительность автомобиля рассчитывается по формуле:
;

где масса перевозимого груза;
коэффициент использования грузоподъемности автомобиля;
время цикла, с.

Время цикла определяется по формуле:
;
где время погрузки автомобиля;
время разгрузки автомобиля;
время движения автомобиля с грузом по первому и второму участкам, с;
время движения порожнего автомобиля по первому и второму участкам, с.

Время движения автомобиля с грузом по участку при длине пути L, м, и максимальной скорости Va, км/ч, определяемой по графику D = f(Va), равно:
.

Время движения порожнего автомобиля можно определить по этой же формуле, но нужно вначале построить динамическую характеристику с номограммой нагрузок, добавив к D = f(Va) шкалу D0 = f(Vа) и определив максимальную скорость движения автомобиля без груза. При курсовом проектировании можно принять, что скорость автомобиля без груза превышает скорость движения груженого автомобиля на 15…30%.

 

 

 

 

 


Расчет производительности автомобиля.

Вид
движения Номер
участка Длина участка
L, м Время
движения, с Скорость,
км/ч
С грузом 1 90000 38896 30
2 60000 4322
Без груза 1 90000 31518 37
2 10000 3502
Производительность, т/ч
1,31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 




Комментарий:

Курсовая работа - отлично!


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы