Тепловой и динамический расчет автомобильного двигателя
Курсовой проект - Транспорт, логистика
Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика
шня в масштабе , который в зависимости от величины хода поршня принимаем 1:1.
Отрезок ОА (мм), соответствующий объему камеры сгорания:
ОА=АВ/(?-1); (1.54)
ОА = 79,4/(10,8-1) = 8,102 мм.
При построении диаграммы масштабы давлений (Мр = 0,07 МПа в мм).
Построение политроп сжатия и расширения можно осуществлять аналитическим или графическим методом. Для аналитического метода точки политроп сжатия и расширения приведены в таблице 1.1
Таблица 1.1 Определение точек политроп сжатия и расширения аналитическим методом
№ точкиOx, ммOB/OxПолитропа сжатияПолитропа расширенияpx, Мпарх/Mp, ммpx, Мпарх/Mp, мм18,10210,826,3612,4523520,299,577136,8216,9245,29,6490,89712,88,0493,79954,3325,7463,45,380,57,14,7022,21931,7434,5692,53,5250,3284,73,1871,50421,5543,39122,5940,2413,42,4031,13416,2652,2131,72,0740,1932,81,9570,92413,2761,0351,41,5880,1482,11,5310,72310,3869,8581,31,4340,1331,91,3940,6589,4978,681,11,140,1061,51,1280,5327,61087,502110,0931,310,4726,7
При графическом методе из начала координат проводится луч ОС под углом к оси абсцисс, а также лучи OD и OE под определенными углами и к оси ординат:
; (1.55)
; (1.56)
;
;
Политропа расширения строится при помощи лучей ОС и ОЕ. Политропа сжатия строится при помощи лучей ОС и ОD.
Производим построение теоретической индикаторной диаграммы.
При построении действительной диаграммы углы фаз газораспределения принимаются ориентировочно на основе статистических данных для современных четырехтактных автомобильных двигателей.
Таблица 1.2 Ориентировочные значения углов поворота коленчатого вала, определяющих положение характерных точек действительной индикаторной диаграммы
Угол п.к.в.
(точка) диаграммы)
Тип двигателя
Бензиновый
?1(r)20?2(a")65?(c)40??1(f)10??2(zд)10Y1 (b)60Y2 (a)25
Для нанесения характерных точек действительной индикаторной диаграммы на теоретическую диаграмму используем метод Брикса.
Поправка Брикса:
(1.57)
где ; радиус кривошипа; длина шатуна.
Для автомобильных и тракторных двигателей:
?=(0,23 - 0,3);
принимаем: ? = 0,28.
Под индикаторной диаграммой строим вспомогательную полуокружность с диаметром равным ходу поршня. От центра полуокружности в сторону н.м.т. откладываем поправку Брикса. Согласно метода Брикса наносим характерные точки действительной индикаторной диаграммы, затем производим скругление индикаторной диаграммы.
2. Расчет и построение скоростной характеристики двигателя
Построение кривых скоростной характеристики ведется в интервале частот вращения коленчатого вала от = 780 миндо = 6600 мин (значение = 5500 мин), где частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности.
Расчетные точки кривых эффективной мощности и эффективного удельного расхода топлива определяются по следующим зависимостям через каждые 582 мин:
(2.1)(2.2)
где ,, соответственно номинальная эффективная мощность (кВт), удельный эффективный расход топлива при номинальной мощности (), частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности (мин);
, , соответственно эффективная мощность (кВт), удельный эффективный расход топлива (), частота вращения коленчатого вала (мин) в искомой точке скоростной характеристики;
коэффициенты, значения которых устанавливаются экспериментально (см. табл. 2.1).
Таблица 2.1 Значение эмпирических коэффициентов для расчета скоростной характеристики двигателя
Эмпирический коэффициентЗначение111,210,8
Точки кривых эффективного крутящего момента (Нм) и часового расхода топлива (кг/ч) определяются по формулам:
(2.3)(2.4)
Аналогично производим расчеты для остальных значений . Результаты вычислений заносим в таблицу 2.2
Коэффициент приспособляемости К:
(2.5)
где эффективный крутящий момент при номинальной мощности.
Таблица 2.2 Расчеты внешней скоростной характеристики.
№ точкиЧастота вращения коленчатого вала в искомой точке скоростной характеристики, об/минЭффективная мощность, кВтЭффективный удельный расход топлива,
Эффективный крутящий момент, НмЧасовой расход топлива, кг/ч178013,5250,8165,43,42136225233,8175,45,83194436,9221181,48,24252648,7212,4184,210,35310859,8207,9183,812,46369069,6207,6180,214,47427277,5211,5173,316,48485482,8219,616318,29543685231,9149,419,710601883,4248,4132,420,711660077,5269112,220,8
По полученным значениям производим построение внешней скоростной характеристики.
3 Динамический расчет КШМ двигателя
3.1 Расчет сил давления газов
Сила давления газов, Н:
(3.1)
где атмосферное давление, МПа;
, абсолютное и избыточное давление газов над поршнем в рассматриваемый момент времени, МПа;
площадь поршня, м2;
(3.2)
Величины снимаются с развернутой индикаторной диаграммы для требуемых ? и заносятся в сводную табл. 3.1 динамического расчета. Соответствующие им силы рассчитываются по формуле (3.1) и также заносятся в табл. 3.1
Для определения сил непосредственно по развернутой индикаторной диаграмме, а также для случая, когда на ее координатной сетке строятся графики других сил, масштаб диаграммы пересчитывается. Если кривая построена в масштабе (МПа в мм), то масштаб этой же кривой для будет:
(3.3)3.2 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма
Для упрощения динамического расчета действительный КШМ заменяется эквивалентной системой сосредоточенных масс , которая состоит из массы (кг), сосредоточенной в точке ?/p>