Аналітичне дослідження кривошипно-шатунного механізма автомобільних двигунів
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
?ня. Перше зважуванням визначають повну вагу шатуна
Gш = G1 + G2,
а потім зважуванням шатуна на двох опорах (рис.7), - різницю G
G = G1 G2 .
Сумісний розвязок цих рівнянь дозволяє визначити G1 і G2:
G1 = 0,5(Gш - G), G2 = Gш G1. (19)
Відстань центру ваги шатуна від осі пальця поршня
(20)
Рис.6 Схема заміни маси шатуна двома масами
У якості першого наближення при розрахунках можна прийняти:
m1=(0,2…0,3)mш, m2=(0,7…0,8)mш, l=(0,7…0,8)l.
Рис.7 Визначення центру ваги шатуна методом зважування
3.3 Сили тиску газів
Сили тиску газів в циліндрі двигуна в залежності від ходу поршня визначають по індикаторній діаграмі, побудованій за даними теплового розрахунку, чи отриманої експериментально. Сила тиску газів на поршень діє по осі циліндра і рівна
Рг = (рг р0)Fn(21)
де рг тиск газів в циліндрі двигуна, визначений для відповідного положення поршня по індикаторній діаграмі, р0 тиск в картері, що приймається рівним тиску навколишнього середовища, Fn площа поршня.
Для динамічного розрахунку двигуна, а також для розрахунку на міцність його деталей необхідно мати залежність pг = , для чого індикаторну діаграму перебудовують з координат p V (рис.8а) в координати р - (рис.8б)
Звязок між кутом пороту колінчастого вала і переміщенням поршня S зручніше виразити графічно, з врахуванням поправки на кінцеву довжину шатуна
S = = 0,5r
Проекція кінця променя на вісь абсцис, проведеного з точки О1 під кутом до цієї осі, дає положення поршня, відповідне цьому куту. Тиск газів, що відповідає даному куту і положенню поршня, відкладається на діаграмі (рис.8б)
Рис.8 Схема переведення індикаторної діаграми з координат p V в координати p -
4. Дослідження кривошипно-шатунного механізма двигуна ВАЗ-2106
- Вихідні дані для дослідження
У даній роботі проведено кінематичне і динамічне дослідження кривошипно-шатунного механізма двигуна ВАЗ-2106. Даний механізм дезаксіальний. Геометричні і масові параметри деталей КШМ даного двигуна наведені в таблиці 4.
Для оцінки впливу величини дезаксіалу на сили, що діють в КШМ, розрахунки проводились для значень е=-4...+4 мм, в тому числі і для центрального механізма (е=0).
Таблиця 4
1Двигун ВАЗ21062Діаметр циліндра D, мм793Хід поршня S, мм804Ступінь тиску 8,55Число обертів колінчастого вала, що відповідає максимальному крутному моменту nm, об/хв.30006Маса комплектного поршня mn, г4807Маса шатуна mш, г7308Частина маси шатуна m1, приведена до осі поршневого пальця, г1839Радіус кривошипа r, мм4010Довжина шатуна (відстань між центрами верхньої і нижньої головок) l, мм16011Дезаксіал е, мм- 2
- Кінематичний розрахунок кривошипно-шатунного механізма
Кінематичний розрахунок центрального кривошипно-шатунного механізма проводився за формулами (2), (5), (6). Кінематичний розрахунок дезаксіального механізма за формулами (7) (9).
Розрахунок проводився на ПК за програмами, наведеними в додатку 1. Результати розрахунків представлені в таблицях 1 9 додатку 2.
Як показують результати розрахунків, у двигунах з дезаксіальним КШМ (при позитивному дезаксіалі) спостерігається зменшення швидкості поршня при його перебуванні в районі в.м.т. на такті розширення (0...30о повороту колінчастого вала). При значенні е=0.002 мм швидкість поршня зменшується на 2-7%, при значенні е=0.004 мм на 4-11% у порівнянні з аксіальним КШМ (таблиця 5).
Таблиця 5
, градШвидкість поршня V, м/секе = -0,004мме = -0,002мме = 0е =0,002мме =0,004мм330
340
350
0 (в.м.т.)
10
20
30-7,3
-5,0
-2,4
0,3
3,0
5,6
7,9-7,5
-5,1
-2,5
0,1
2,8
5,4
7,7-7,6
-5,3
-2,7
0
2,7
5,3
7,6-7,7
-5,4
-2,8
-0,1
2,5
5,1
7,5-7,9
-5,6
-3,0
-0,3
2,4
5,0
7,3
- Динамічний розрахунок кривошипно-шатунного механізма
Сила інерції мас, що здійснюють зворотно-поступальний рух, обчислю-валась за формулою (15)
Pj = mj.
Маса частин, які здійснюють зворотно-поступальний рух, рівна
m = mп + m1,
де mп маса комплектного поршня, включаючи маси власне поршня, поршневих кілець, поршневого пальця, m1 частина маси шатуна, приведена до осі поршневого пальця. Маси поршня і шатуна визначалися зважуванням. Частина маси шатуна, приведена до осі поршневого пальця, приймалась рівною (згідно рекомендацій) m1 = 0.25mш.
Прискорення мас, які здійснюють зворотно-поступальний рух, розраховано в розділі 4.3.
Сила тиску газів на поршень визначалась за формулою (21)
Рг = (рг р0)Fn.
Значення тиску газів в циліндрі визначалось за індикаторною діаграмою. Так як в літературі не наводиться індикаторна діаграма робочого циклу двигуна ВАЗ-2106, проводилась побудова наближеної діаграми для даного двигуна. За основу взято наведену в [6] індикаторну діаграму робочого циклу чотиритактного бензинового двигуна і трансформовано її в індикаторну діаграму досліджуваного двигуна з врахуванням значень тиску у базових точках. Такими є наступні точки: точка а тиск в кінці такту впуску, точка с тиск в кінці такту стиску, точка z максимальний тиск в циліндрі в кінці процесу горіння, точка b тиск на початку процесу випуску. З врахуванням даних, наведених в таблицях 1-4, а також параметрів двигуна, тиск в базових точках рівний:
pа = pв pа = pв 0.1pв = 0.9pв = 0.9*0.108 = 0.093 МПа;
pc = pa = 0.093 * 8.51.34 = 1.64 МПа;
pz = 0.85pc = 0.85 * 3.9 * 1.64 = 5.4 МПа;
pb=0.35 ?/p>