Расчёт динамики кривошипно-шатунного механизма V-образного двигателя
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ная сила в отсеке V-образного двигателя, кН:
.
Суммарная тангенциальная сила, кН:
.
Крутящий момент на кривошипе, кНтАвм:
.
Расчёт сил и крутящего момента в отсеке двигателя на интервале углов поворота кривошипа от 0? до 714 с шагом ?? = 6 приведен в таблице 2.1 На рисунках 2.2, 2.3 изображены графики зависимостей рассчитанных сил от угла поворота кривошипа.
Индикаторный крутящий момент, кНтАвм:
где pнп - среднее давление при наполнении, МПа;
pвп - среднее давление при выпуске, МПа;
Z0 - число цилиндров в отсеке.
Крутящий момент отсека двигателя вычисленный по формуле:
,
где Мi - текущее значение крутящего момента отсека двигателя
Mкр=12,31 кНтАвм.
Погрешность расчета крутящего момента на кривошипе:
двигатель кривошипный шатунный механизм
3. Расчет крутящих моментов, передаваемых коренными шейками
Для расчёта крутящих моментов, передаваемых коренными шейками нужно знать порядок работы цилиндров и углы их взаимного расположения. Начальные значения углов поворота кривошипов для расчёта будут:
?1 = 0?; ?2 = 600?; ?3 = 120?; ?4 = 480?; ?5 = 240?; ?6 = 360?;
Крутящий момент на носке коленчатого вала определяют по формуле:
,
где Neo - мощность, кВт, отбираемая с носка вала или подводимая к валу.
Если Neo меньше 5% от индикаторной мощности, то её можно не учитывать.
Крутящий момент М1,2 на коренной шейке 1,2 равен моменту М1, создаваемому на первом кривошипе. Крутящие моменты на каждой последующей коренной шейке складываются из момента на предыдущей коренной шейке и момента на предыдущем кривошипе. То есть, М2,3 = М1,2 +М2; М3,4 = М2,3 + М3 и так далее. Крутящий момент на последней коренной шейке равен общему крутящему моменту Мкр, создаваемому двигателем.
Расчёт приведен в таблице 3.1.
Графики Мкр (?) и Мотс. (?) представлены на рисунке 3.1.
Индикаторный крутящий момент, кНтАвм:
где pнп - среднее давление при наполнении, МПа;
pвп - среднее давление при выпуске, МПа;
Z0 - число цилиндров в отсеке.
Крутящий момент отсека двигателя вычисленный по формуле:
,
где Мi - текущее значение крутящего момента отсека двигателя
Mкр=73,86 кНтАвм.
Погрешность расчета крутящего момента на кривошипе:
4. Расчёт нагрузок на шатунные шейки и подшипники
Радиальная составляющая нагрузки на шатунную шейку, кН:
.
Тангенциальная составляющая нагрузки на шатунную шейку, кН:
.
Полная нагрузка на шатунную шейку, кН:
.
Полученные значения нагрузок ZШ и Т Ш можно использовать для определения нагрузок на шатунный подшипник. Составляющие нагрузок, кН:
,
.
Результаты расчетов приведены в таблице 4.1
Годографы нагрузок на шатунную шейку и шатунный подшипник представлены соответственно на рис.4.1 и 4.2.
5. Анализ уравновешенности V-образного двигателя
5.1 Неуравновешенные силы инерции в отсеке
На рисунке 5.1 представлена схема уравновешивания V-образного двигателя.
Силы инерции поступательно движущихся масс одного цилиндра, кН:
Сила инерции I порядка
Сила инерции II порядка
Силы инерции в V-образном отсеке, кН:
Полная сила инерции I порядка
Сила инерции I порядка обратного вращения
Составляющая суммарной силы II порядка к-го отсека по оси OZ
Составляющая суммарной силы II порядка к-го отсека по оси OZ
5.2 Анализ уравновешенности одного ряда цилиндров
В соответствии с рис.5.1 находим:
Главный вектор силы инерции I порядка в ряду
Главный момент силы инерции I порядка в ряду
откуда АI=0,17; ВI=-0,66;
;
Главный вектор силы инерции II порядка в ряду
Главный момент силы инерции II порядка в ряду
откуда АI=0,17; ВI=0,66;
;
Поскольку двигатель V-образный, то определять SРив и SМив не нужно, так как они представляют собой части величин SF и SМF.
5.2 Анализ уравновешенности V-образного двигателя
Главный вектор и главный момент полных сил прямого вращения
;
Главный вектор и главный момент сил I порядка обратного вращения
; ;
Главные моменты сил инерции II порядка в плоскостях YOZ и XOZ
и
Главные моменты сил инерции II порядка относительно осей OX и OY при ;
5.3 Оценка результатов анализа и выбор уравновешивающего устройства
Произведенный анализ внешней уравновешенности V-образного тепловозного двигателя типа 12ЧН26/26 с углом развала цилиндров 480 показал, что все силы инерции у него самоуравновешиваются.
Неуравновешенными остаются моменты всех видов сил инерции. При n=1000 об/мин они принимают следующие значения, кНм:
при
при
Из выявленных неуравновешенных моментов наиболее опасным следует считать , значительно превосходящий по величине остальные. Он постоянен по модулю и вращается вместе с коленчатым валом. Плоскость его действия отстает от плоскости 1-го кривошипа на угол jF.<