Проект системы наддува автотракторного дизеля
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
яют по формуле, которую получают дифференцированием выражения по времени:
(2.19)
Ускорение поршня
Ускорение поршня jn, м/с2, в центральном КШМ:
(2.20)
Пользуясь приведёнными выше формулами, определяют аналитическим путём значения перемещения, скорости и ускорения поршня в интервале = 0-360 град через каждые 20-30 град, которые заносят в таблицу 2.8. По данным раiётов строят кривые Sx,Vn, jn = f(a), по которым находят максимальные и минимальные значения скорости и ускорения поршня .
Таблица 2.8 - Кинематические параметры кривошипно-шатунного механизма
,градSx, мVn, м/сjn, м/с20004391,766200,0011376,4837194896,646400,01337812,204654056,678600,032616,420272662,724800,05694318,68837905,32631000,08202418,68837-905,3261200,10636716,42027-2662,721400,1255912,20465-4056,681600,138136,483719-49621800,1432510-5325,452000,13813-6,48372-49622200,12559-12,2046-4056,682400,106367-16,4203-2662,722600,082024-18,6884-905,3262800,056943-18,6884905,32633000,0326-16,42032662,7243200,013378-12,20464056,6783400,000837-6,483724962,004360-0,0042805325,449
Рис. 2.1 - Графики перемещения Sп, скорости Vп, ускорения jп поршня
2.4 Динамический раiёт КШМ
Динамический раiёт КШМ заключается в определении суммарных сил и моментов, возникающих от давления газов и сил инерции, обосновании конструкционных форм и размеров базовых деталей и маховика КШМ.
В течение полного рабочего цикла (720 град для 4-х и 360 град для 2-тактного двигателей) силы, действующие в КШМ, непрерывно изменяются по величине и направлению. Поэтому для определения характера изменения этих сил по углу поворота коленчатого вала их величины расiитывают через каждые 20-30 град . Результаты динамического раiёта сводятся в таблицу.
Силы, действующие на поршневой палец.
На поршневой палец действует сила давления газов Рт на поршень и сила инерции Р,- возвратно-поступательно движущихся масс КШМ.
Определение силы давления газов
Сила давления газов определяется по формуле:
(2.21)
где - текущее значение давления газов по индикаторной диаграмме, МПа;
- диаметр цилиндра, см2.
Для последующих раiетов необходимо построить график изменения силы давления газов в функции угла поворота коленчатого вала.
Для этого необходимо индикаторную диаграмму, построенную в координатах , перестроить в координатах . В этой диаграмме изменение давления газов в цилиндре в течении рабочего цикла является функцией угла поворота кривошипа . Такую диаграмму называют развернутой диаграммой. На этой диаграмме показано избыточное давление на поршень:
(2.22)
Индикаторную диаграмму перестраивают в развернутую по методу Брикса: ниже индикаторной диаграммы на диаметре, соответствующем ходу поршня, строится полуокружность радиусом, равным половине отрезка . Вправо по горизонтали откладывается отрезок, поправка Брикса, равный , где - радиус кривошипа; - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна. Принимаем .
Из этого нового центра проводим лучи через каждые 20? до пересечения с полуокружностью. Точки пересечения этих лучей с полуокружностью проектируются на кривые политроп сжатия и расширения индикаторной диаграммы. Полученные точки пересечения сносим по горизонтали вправо на вертикальные линии соответствующих углов развернутой диаграммы. Проведя через найденные точки кривую, получим развернутую индикаторную диаграмму за рабочий цикл .
Сила давления газов на поршень подiитывается по формуле, и величины этой силы для каждого угла поворота коленчатого вала записываются в таблицу.
Для определения газовых сил по развернутой диаграмме давлений необходимо переiитать масштаб:
(2.23)
где - площадь поршня, .
(2.24)
Сила инерции возвратно-поступательно движущихся масс КШМа.
Действующая на поршень сила инерции масс, совершающих возвратно-поступательное движение, равна:
, (2.25)
где - сила инерции первого порядка;
- сила инерции второго порядка;
Следовательно,
, (2.26)
где ,
- масса поршневого комплекта, кг;
- масса шатуна, кг.
Значения масс деталей кривошипно-шатунного механизма принимаем:
Поршень:
Шатун:
Угловая скорость вращения коленчатого вала равна:
(2.27)
Определив силы и , строим сводный график сил, действующих на поршень.
Определение сил, действующих на шатунную шейку коленчатого вала
На шатунную шейку действуют две силы: сила , действующая по шатуну, и центробежная сила инерции .
Сила, действующая по шатуну, определяется по уравнению:
, (2.28)
где - угол отклонения оси шатуна от оси цилиндра при повороте коленчатого вала на угол .
Центробежная сила инерции равна:
, (2.29)
Рс=-(0,725*2,89+1,425)230,32*0,0625
где (2.30)
- неуравновешенная часть коленчатого вала;
- масса шатуна.
Геометрическая сумма сил и образует результирующую силу , действующую на шатунную шейку.
Сила раскладывается на две составляющие:
сила - радиальная, действующая по радиусу кривошипа:
(2.31)
сила - тангенциальная, перпендикулярная радиусу кривошипа:
(2.32)
Результирующая сила подiитывается по формуле:
(2.33)
Полученные значения всех сил при разных углах поворота коленчатого вала приведены в таблице 2.9:
Таблица 2.9 - Силы действующие кривошипно-шатунном механизме
Силы, НPt0619-10652.4-11271,2-10652,20-9081,04 -11669,221702,420-103.1-12282.8-12385,9-30098,8-5346,99-5524,6512441,640-419.55-8709-9128,5513058,18-7136,7-1185,129277,64160-462.32-3910.2-4372,524105,572-4328,363275,9914505,26880-535.01857.7322,69-7769,92333,72610642,7335,5041100-308.374578.34269,935309,2893994,09333676,954