Тепловой расчет двигателя Д-440 с разработкой гидрозапорной системы
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?аторное давление, МПа;
Fп - площадь поршня, м;
? - тактность двигателя-прототипа
2.2.7 Крутящие моменты:
а) по величине д) определяется крутящий момент одного цилиндра
Мкр.ц =Т*R, м (2.22)
Кривая изменения силы Т в зависимости от ? является также и кривой изменения Мкр.ц, но в масштабе
Мм = Мр*R, Н*м в мм
Для построения кривой суммарного крутящего момента Мкр многоцилиндрового двигателя производят графическое суммирование кривых крутящих моментов каждого цилиндра, сдвигая одну кривую относительно другой на угол поворота кривошипа между вспышками. Так как от всех цилиндров двигателя величины и характер изменения крутящих моментов по углу поворота коленчатого вала одинаковы, отличаются лишь угловыми интервалами, равными угловым интервалам между вспышками в отдельных цилиндрах, то для подсчёта суммарного крутящего момента двигателя достаточно иметь кривую крутящего момента одного цилиндра
б) для двигателя с равными интервалами между вспышками суммарный крутящий момент будет периодически изменяться (i - число цилиндров двигателя):
Для четырехтактного двигателя через О -720 / L град. При графическом построении кривой Мкр (см. лист ватмана 1 формата А1) кривая Мкр.ц одного цилиндра разбивается на число участков, равное 720 - 0 (для четырёхтактных двигателей), все участки кривой сводятся в один и суммируются.
Результирующая кривая показывает изменение суммарного крутящего момента двигателя в зависимости от угла поворот коленчатого вала.
в) среднее значение суммарного крутящего момента Мкр.ср определяют по площади заключённой под кривой Мкр.
(2.23)
где F1 и F2 - соответственно положительная площадь и отрицательная площадь в мм2, заключённые между кривой Мкр и линией АО и эквивалентные работе, совершаемой суммарным крутящим моментом (при i ? 6 отрицательная площадь, как правило, отсутствует);
ОА - длина интервала между вспышками на диаграмме, мм;
Мм - масштаб моментов. Н м в мм.
Момент Мкр.ср представляет собой средний индикаторный момент
двигателя. Действительный эффективный крутящий момент, снимаемый с вала двигателя.
(2.24)
где ?м - механический к. п. д. двигателя
Основные расчетные данные по силам, действующих в кривошипно-шатунном механизме по углу поворота коленчатого вала приведены в приложении Б.
3. РАСЧЁТ ПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ
.1 Расчет поршня
Основные конструктивные соотношения размеров поршня (принятые
Диаметр цилиндра D - 130 мм;
Ход поршня S = 140 мм;
Максимальное давление сгорания Рz - 7,75 МН/м2 при nN - 1750 об/мин:Площадь поршня Fn = 0.0136 м2;
Наибольшая нормальная сила Nmax - 0.0092 МН;
Масса поршневой группы mп = 3.45 кг
Толщина днища поршня ? = (012,..0,20)D = 19,5мм;
Высота поршня Н = (1,1-1,7) D = 175мм;
Высота юбки поршня hю = (0,8...1,1) D = 130мм;
Радиальная толщина кольца t = (0,040…0.045)D = 5.2мм;
Радиальный зазор кольца в канавке поршня ?t = 0.8;
Толщина стенки головки поршня s = (0.05...010) D =13мм; Толщина первой кольцевой перемычки hn = (0.04... 0.07) D = 6,5 мм; Высота кольца а = 3...5 = 4 мм;
Число масляных отверстий в поршне nм/ = 6...12 = 10:
Диаметр масляного канала dм = (0,3,..05)а = 2мм;
Материал поршня - алюминиевый сплав ?п = 25 *10-6 1/град;
Материал гильзы цилиндра - чугун, ?ц = 11 * 10-6 1/град.
Рисунок 1 - Расчетная схема поршня
.1.1 Напряжение сжатия в сечении Х-Х
а) площадь сечения Х-Х , Fх-х, мм
, (3.1)
где
,
б) напряжение сжатия ?сж, МПА
, (3.2)
в) максимальная сжимающая сила Рг.мах, МН
, (3.3)
.1.2 Напряжение разрыва в сечении Х-Х
а) максимальная угловая скорость холостого хода ?х.х.мах, рад/с
, (3.4)
б) масса головки поршня с кольцами mх-х, кг, расположенными выше сечения Х-Х
(3.5)
в) максимальная разрывающая сила РJ, МН
(3.6)
г) напряжение разрыва ?г, МН/м2
, (3.7)
.1.3 Напряжение в верхней кольцевой перемычке
а) среза ?, МН/м2
(3.8)
б) изгиба ?из, МПа
(3.9)
в) сложное ??, МПа
(3.10)
3.1.4 Удельное давление поршня на стенку цилиндра Ре, МПа
(3.11)
.1.5 Диаметры головки и юбки поршня Dг, мм и Dю, мм
(3.12)
(3.13)
где принято
(3.14)
(3.15)
3.1.6 Диаметральные зазоры в горячем состоянии и , мм
(3.16)
(3.17)
где tц = 1150С, tr = 2200С, tю = 1400С, приняты с учетом водяного охлаждения двигателя
3.2 Расчет поршневого кольца дизеля
Материал кольца - серый чугун, Е = 1*105 МПа
.2.1 Среднее давление кольца на стенку цилиндра РСР, МПа
(3.18)
где А0 = 3,5*t = 3,5*5,2 = 18,2 м
.2.2 Давление кольца на стенку цилиндра в различных точках окружности
Р=Рср*?1
?, град0306090120150180?к1,051,051,140,90,450,672,85р, МПа0,1750,1750,190,150,0750,1120,476
3.2.3 Напряжение изгиба кольца в рабочем состоянии ?к.из1, МПа
(3.19)
.2.4 Напряжение изгиба при надевании кольца на поршень ?к.из2, МПа
(3.20)
.2.5 Монтажный зазор в замке поршневого кольца ?к, мм
(3.21)
где tk = 2050C t0 = 150C tц = 1150C
3.3 Расчет поршневого пальца дизеля