Расчет автомобильного двигателя
Курсовой проект - Транспорт, логистика
Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика
остальных углов ПКВ, занося результаты в таблицу 3.
.1.9. Определяем крутящий момент от одного цилиндра:
, Нм.
Здесь , м2, - площадь поршня.
, Нм.
Аналогично ведем расчет для остальных углов ПКВ, занося результаты в таблицу 3.
Определяем крутящий момент от i цилиндров, пользуясь таблицей 2.
Таблица 2. Результаты расчета суммарного крутящего момента (1-3-4-2).
Цилиндры, Нм1342,Нм,Нм,Нм,Нм00540018003600030-238,74570-106,38210-106,73390288,13-165,7260-135,42600-181,218240-180,92420144,49-353,0990108,62630-108,61270-117,86450236,13118,27120182,35660135,4230097,00480242,93657,71150106,38690240,09330137,29510132,26616,0318007200360054000
Период изменения суммарного крутящего момента равен: .
После построения графика суммарного крутящего момента определяется средний индикаторный момент:
, Нм.
Приблизительно величина
, Нм.
Здесь ,- площади диаграммы суммарного крутящего момента, расположенные над и под осью абсцисс соответственно; - длина диаграммы , соответствующая периоду изменения суммарного крутящего момента; - масштаб крутящего момента по оси ординат, Нм/мм. Полученное значение сравниваем со значением среднего индикаторного момента, определенным в тепловом расчете.
Рассчитаем удельную центробежную силу инерции от вращающихся неуравновешенных масс, сосредоточенных на радиусе кривошипа:
, МПа,
где
Рассчитываем силу, действующую на поверхность шатунной шейки:
, МПа
, МПа
Аналогично ведем расчет для остальных углов ПКВ, занося результаты в таблицу 3.
2.2 Построение развернутой диаграммы нагрузки на поверхность шатунной шейки
В таблице 3 рассчитана сила , действующая на поверхность шатунной шейки. Строим ее диаграмму в зависимости от угла поворота кривошипа и определяем среднее значение:
, МПа
Среднее значение силы можно определить, подсчитав площадь между графиком и осью абсцисс, разделив на длину диаграммы. Полученная величина умножается на масштаб по оси ординат.
Приблизительно величина
,
где F - площадь между графиком и осью абсцисс; - длина диаграммы;
- масштаб по оси ординат.
, МПа
2.3 Построение полярной диаграммы сил, действующих на шатунную шейку
Строим координатную систему и с центром в точке О, в которой отрицательная ось направлена вверх.
В таблице 3 каждому значению соответствует точка с координатами . Наносим на плоскость и эти точки. Последовательно соединяя точки, получим полярную диаграмму. Вектор, соединяющий центр О с любой точкой диаграммы, указывает направление вектора и его величину в соответствующем масштабе.
Строим новый центр , отстоящий от О по оси на величину удельной центробежной силы от вращающейся нижней части шатуна .
В этом центре условно располагают шатунную шейку с диаметром .
Вектор, соединяющий центр с любой точкой построенной диаграммы, указывает направление действия силы на поверхность шатунной шейки и ее величину в соответствующем масштабе.
Касательные линии из центра к верхней и нижней частям полярной диаграммы отсекают наиболее нагруженную от наименее нагруженной части поверхности шатунной шейки.
Маслоотводящее 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.
3. РАСЧЕТ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЯ НА ПРОЧНОСТЬ
.1 Расчет поршня
Рассчитываем напряжение изгиба на днище поршня от газовой силы:
для компрессионного кольца
(50…150МПа)
где - относительная толщина днища поршня;
- относительный внутренний диаметр поршня;
- относительная толщина стенки головки поршня;
- относительная радиальная толщина кольца;
- радиальный зазор кольца в канавке поршня;
- давление в цилиндре после подвода тепла.
для маслосъемного кольца
относительный внутренний диаметр поршня;
- относительная радиальная толщина кольца;
- радиальный зазор кольца в канавке поршня;
При наличии ребер жесткости МПа для алюминиевых поршней.
Рассчитываем напряжение сжатия от газовых сил в сечении X-X, ослабленном масляными отверстиями:
для маслосъемного кольца
(30…40МПа)
где - площадь расчетного сечения с учетом ослабления его отверстиями для отвода масла;
- относительный диаметр поршня по дну канавки;
- относительный диаметр масляного канала;
- число масляных отверстий в поршне.
Рассчитываем напряжение разрыва в сечении Х-Х от максимальной инерционной силы (при ):
для маслосъемного кольца
(4…10МПа)
где - сила инерции от масс поршневой группы, расположенной выше сечения Х-Х:
Учитывая статистические данные, а также соотношения:
получим
Напряжение в верхней кольцевой перемычке:
напряжение среза
где - относительная толщина первой кольцевой перемычки.
напряжение изгиба:
Сложное напряжение по третьей теории прочности:
где
Удельное давление поршня, отнесенное в высоте юбки поршня:
(0,33…0,96)
где - относительная высота юбки поршня;
МПа - удельная суммарная сила, д?/p>