Дизельные двигатели речных судов
Курсовой проект - Транспорт, логистика
Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика
щади, расположенные под линией сопротивления, будут пропорциональны недостатку работы движущих сил.
Степень неравномерности, равную отношению между наибольшим и наименьшим значениями угловой скорости вращения вала к средней ее величине, принимается равной ? = 1/120[7, с. 117].
Рис.1.11. Суммарная диаграмма касательных сил, с постоянной сопротивления
Значение определяется графически по суммарной диаграмме касательных сил. При установившемся режиме работы двигателя интеграл К определяется наибольшим положительным значением алгебраической суммы отрицательных и положительных площадок суммарной диаграммы касательных сил. Положительными площадками диаграммы являются площадки, расположенные над линией , и отрицательными - площадки, расположенные под линией .
Таким образом,
где - наибольшее положительное значение алгебраической суммы отрицательных и положительных площадок суммарной диаграммы касательных сил;
- масштаб площади суммарной диаграммы касательных сил, определяемой по способу, приводимому ниже.
Если масштаб по оси абсцисс и по оси ординат , то 1 площади соответствует
Тогда,
кг
Момент инерции движущихся масс:
где F - площадь поршня, F =154
r - радиус мотыля, r=
Масса обода маховика, кг:
кг.
где dm - диаметр обода маховика, dm = 60 см.
Учитывая влияние массы диска маховика, вес обода маховика:
кг
Полная масса маховика, кг:
кг.
4. Расчет на прочность основных деталей двигателя
.1 Расчет коленчатого вала
Расчетная сила Рz=рz*Fп, Н является условной, так как в процессе пуска тепловой режим двигателя не является установившимся и величина рz, (пусковое) отличается от рz рабочего. Однако не следует полагать, что при пуске индикаторная диаграмма будет близка к диаграмме холостого хода двигателя. Пусковой режим двигателя определяется подачей топлива, близкой к полной нагрузке, а Pz холодного двигателя часто бывает больше, чем при установившемся режиме.
Теперь необходимо определить наиболее нагруженное колено вала, т. е. такое, к которому подходит максимальный крутящий момент от других цилиндров. Величина и знак его зависят от числа цилиндров, угла заклинки колен и порядка вспышек. Момент, подходящий от цилиндров, может быть равен нулю; в этом случае, характерном для двигателей, у которых все колена вала находятся в одной плоскости, безразлично, какое из колен выбрать за расчетное.
Для расчета вала в первом положении знак подходящего момента значения не имеет, так как расчетное колено всегда находится в верхнем положении и момент, создаваемый им, равен нулю. Поэтому расчету подлежит колено, у которого абсолютное значение подходящего момента будет наибольшим.
Выбор колена, нагруженного наибольшим подходящим моментом, поясним на примере. Предположим, что нужно найти максимальный подходящий момент четырехтактного шестицилиндрового двигателя с порядком вспышек 1-5-3-6-2-4 (рис. 1.12.).
Рис. 1.12. Схема коленчатого вала четырехтактного шестицилиндрового двигателя с порядком вспышек 1-5-3-6-2-4
Будем искать максимальную сумму тангенциальных усилий ST, подходящую к любому из колен вала, находящихся в верхнем мертвом положении.
Заметим, что в рассматриваемом случае вспышки будут чередоваться через 120. Если первое колено находится в положении a=0, то последующие будут соответственно занимать положения a=120; a= 240; a=360 и т.д. Обратимся теперь к диаграмме тангенциальных (касательных) сил одного цилиндра, полученной при расчете по программе cinem4.exe, и выпишем ординаты, соответствующие указанным положениям кривошипов.
Эти ординаты приведены в табл. 1.3.
Для определения расчетного колена составим табл. 2.
По горизонтали пишем углы поворота вала, соответствующие Pz в других цилиндрах. В первую строку впишем крутящие моменты" создаваемые первым цилиндром при a=0; a=120; a=240 и т. д.; очевидно, при a=0 момент будет равен нулю, а усилие, воспринимаемое коленом, составит Р, Н.
Далее, согласно порядку вспышек, со сдвигом в 120 заполняется строка 5, затем со сдвигом в 120 относительно 5-го цилиндра заполняется строка 3 и т. д.
Просуммировав по вертикали все значения Т, расположенные выше Pz данного цилиндра, получим значение касательных усилий ST, подходящих к колену.
Расчетным будет то колено, для которого 2Г имеет наибольшее абсолютное значение. В рассматриваемом примере наибольшее значение ST= 0,74 МПа.
Таким образом, расчету подлежит второе колено.
В дальнейшем ST*Fп, где Fп - площадь поршня, будет обозначаться ТF, иначе говоря, ТF, Н есть тангенциальное усилие наибольшего подходящего к колену вала крутящего момента.
Момент, подходящий к расчетному колену, следовало бы учитывать без сил инерции; однако в этом нет необходимости, так как в большинстве случаев предложенная методика несколько ужесточает расчет.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:
Диаметр цилиндра: D = 0.12м
Ход поршня: S = 0.13 м
Среднее индикаторное давление: Pi = 1.754 МПа
Среднее эффективное давление: Pe = 1.298 МПа
Максимальное давление цикла: Pz = 11.59 МПа
Касательная сила, действующая на вторую коренную шейку коленчатого вала: T = 0.74 МПа
Геометрические характеристики шеек коленчатого вала
Диаметр коренной и мотылевой шеек вала:
принимаем
Диаметр внутренних отверстий в корен?/p>