Дизельный двигатель ЗМЗ-617 жидкостного охлаждения с разработкой системы топливоподачи
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
0 для дизеля являются хорошими показателями экономичности.
Эффективный КПД
-
отношение количества теплоты Le, эквивалентной полезной работе на валу двигателя, к общему количеству теплоты, внесенному в двигатель с топливом.
Крутящий момент МКР - одна из важнейших характеристик двигателя, от которой зависят динамические и тяговые качества автомобиля. По результатам расчета МКР =218 Нм.
Часовой расход топлива
количество топлива, потребляемое двигателем на заданном режиме за 1 час. Расчетное значение GT = 20,37 кг/ч.
Рабочий объём двигателя
По результатам расчета для заданных S и D Vh = 2,24 дм3.
4. ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
.1 Выбор и обоснование исходных данных
Основная цель динамического расчета - построение зависимости индикаторного крутящего момента двигателя от угла поворота коленчатого вала и определение его средней величины. Кроме этого необходимо рассчитать зависимости сил, действующих в КШМ, которые требуются для прочностных расчетов деталей двигателя, и найти максимальное и среднее удельные давления на шатунную шейку коленчатого вала, которые определяют применимость конкретного материала шатунных вкладышей и их работоспособность. Расчет проводится на режиме максимальной мощности.
Исходные данные для динамического расчета:
mШ = 0,9 кг - масса шатуна;
lШ = 26 мм - длина рабочей части шатунного подшипника;Ш = 56 мм - диаметр шатунной шейки коленчатого вала;= 43,5 мм - радиус противовеса для удобства вычислений выбираем равным радиусу кривошипа;
- число противовесов на одном кривошипе.
Для приближенного определения масс можно использовать конструктивные массы:
Масса поршневого комплекта и части шатуна отнесенная к оси поршневого пальца:
кг,
где mПК = 0,6 кг -масса поршневого комплекта; mШ.П = 0,2 кг - масса части шатуна, отнесенной к оси поршневого пальца;ШК = 0,70 кг - масса части шатуна, отнесенной к оси шатунной шейки коленчатого вала;К = 1,5 кг - масса неуравновешенной части кривошипа приведенная к его радиусу определяется приближенно по чертежу коленчатого вала.
Масса шатуна:
.
Для упрощения расчетов кривошипно-шатунный механизм двигателя заменяют его двухмассовой моделью и определяют силы инерции возвратно - поступательно движущихся масс по приближенным формулам, что несущественно снижает точность расчетов, но значительно уменьшает их объем. Двухмассовая модель и схема действия сил в КШМ приведены на листе графической части ДП.
Массы совершающие вращательные движения:
.
Массы совершающие вращательно-поступательное движение:
.
Рис. 4.1 Схема действия сил в кривошипно-шатунном механизме
4.2 Силы и моменты, действующие в КШМ
Сила давления расширяющегося рабочего тела на поверхность поршня для упрощения динамического расчета, заменяют равнодействующей, направленной вдоль оси цилиндра и приложенной к оси поршневого пальца. Ее значение вычисляется как
,
где рГ - давление газов в цилиндре для данного угла п.к.в.; р0 - давление газов в картере двигателя принятое равным атмосферному давлению.
Силы инерции, действующие в КШМ, в соответствии с характером движения приведенных масс подразделяются на силы инерции поступательно движущихся масс Pj и центробежные силы вращающихся масс Кr.
Силы инерции поступательно движущихся масс вычисляют в зависимости от угла п.к.в. по формуле:
.
Силу Рj принято представлять как сумму сил инерции 1-го и 2-го порядков:
,
где c-1 - угловая скорость кривошипа; n,мин-1 - частота вращения коленчатого вала, jо - угол поворота кривошипа.
Центробежная сила инерции вращающихся масс:
.
Суммарная сила:
.
Нормальная сила, действующая на стенки цилиндра:
,
где - угол отклонения шатуна;
Сила, действующая вдоль оси шатуна:
.
Сила, направленная по радиусу кривошипа:
.
Тангенциальная сила, направленная по касательной к окружности радиуса кривошипа:
По величине Т определяют крутящий момент цилиндра:
МР (МОПР) - реактивный момент, стремиться опрокинуть двигатель, равен по величине крутящему моменту и противоположен ему по направлению МР = -МКР.
Сила, нагружающая шатунный подшипник:
.
Радиальная сила:
Суммарная радиальная сила, действующая вдоль радиуса кривошипа:
Результирующая сила, нагружающая коренные опоры коленчатого вала:
.
Горизонтальная составляющая силы, передающейся на опоры двигателя:
.
Вертикальная составляющая силы, передающейся на опоры двигателя:
.
Момент, передающийся на опоры двигателя:
Формулы сил и момента на опорах дизеля выведены без учета механизма уравновешивания.
4.3 Алгоритм динамического расчета ДВС
Алгоритм динамического расчета как таковой не сложен, но требует наличия данных о давлении газов в цилиндре при каждом угле поворота коленчатого вала, поэтому целесообразно совместить тепловой и динамический расчеты двигателя. Алгоритм такого расчета реализован группой авторов кафедры ДВС ВлГУ на языке п?/p>