Конструирование бензинового двигателя для легкового автомобиля
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
Размеры пружин [2]:
Диаметр проволоки: ; ;
Средний диаметр пружин: ; .
Число рабочих витков пружин [2]:
; (6.286)
. (6.287)
Полное число витков пружин [2]:
; (6.288)
. (6.289)
Длина пружины при полностью открытом клапане [2]:
; (6.290)
; (6.291)
.
Длина пружин при закрытом клапане [2]:
. (6.292)
Длина свободных пружин:
; (6.293)
. (6.294)
Максимальное и минимальные напряжения в пружинах [2]:
Внутренняя пружина:
(6.295)
, (6.296)
где - определен при .
Наружная пружина [2]:
(6.297)
, (6.298)
где - определен при .
Средние напряжения и амплитуды напряжений [2]:
Внутренняя пружина:
(6.299)
(6.300)
.
Наружная пружина [2]:
(6.301)
(6.302)
.
Запасы прочности пружин:
Внутренняя пружина [2]:
, (6.303)
где .
Наружная пружина [2]:
. (6.304)
Таким образом, выбранные параметры пружин и их материалов обеспечивают приемлемый запас прочности.
Расчет пружины на резонанс.
Частота собственных колебаний витков [2]:
(6.305)
(6.306)
Неравенство:
; (6.307)
, .
, неравенство соблюдается. Явление резонанса отсутствует.
6.5.4 Расчет распределительного вала
Размеры вала:
.
Материал вала - сталь 18ХНВА (Е = 2.2105 МПа).
Суммарная приведенная сила, действующая на кулачок [2]:
, (6.308)
где сила давления газов [2]:
, (6.309)
где наружный диаметр головки выпускного клапана,
давление в цилиндре при рассматриваемом положении кулачка,
Рисунок 6.13 - Расчётная схема распредвала
давление в выпускном трубопроводе,
сила инерции в приводе клапана в момент, когда клапан начинает подниматься [2]:
( из расчета пружин).
. (6.310)
Стрела прогиба под кулачком [2]:
. (6.311)
Стрела прогиба не должна превышать допустимую [ ]=0,05…0,1 мм. Прочность обеспечена.
Напряжение смятия в зоне контакта кулачка и толкателя [2]:
, (6.312)
где ширина кулачка, .
Напряжение смятия не должно превышать [sсм]=1200 МПа. Прочность обеспечена.
6.5.5 Расчет толкателя
Толкатели изготовлены в виде цилиндрических стаканов и находятся в направляющих головки цилиндров.
Шайбы толкателя изготовлены из стали 20Х.
Момент, опрокидывающий толкатель в направляющей:
, (6.313)
где длинна перпендикуляра, опущенного из центра начальной окружности кулачка на направление действия силы.
Удельная нагрузка на цилиндрической поверхности толкателя:
, (6.314)
где - диаметр толкателя;
- длина стержня толкателя, находящаяся в направляющей.
Допустимое значение . Полученное .
.6 Расчет систем двигателя
.6.1 Система питания
По данным теплового расчета:
- диаметр цилиндра;
- ход поршня;
- число цилиндров;
- плотность воздуха;
- теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг топлива;
- коэффициент наполнения;
Расчет диффузора.
Теоретическую скорость воздуха при принимаем равной ,
Разряжение в диффузоре при определяется по формуле:
(6.315)
Действительная скорость воздуха в диффузоре:
,
гдеопределяется при.
Действительный секундный расход воздуха через диффузор [2]:
(6.316)
Диаметр диффузора [2]:
(6.317)
6.6.2.1 Масляный насос
Марка масла применяемая в системе М12Г.
Теплоотдача в масло на номинальном режиме работы:
. (6.261)
Циркуляционный расход масла
, (6.262)
где плотность масла,
удельная теплоёмкость масла,
степень подогрева масла,
Действительная подача масляного насоса:
. (6.263)
По требуемой действительной подаче определим теоретическую:
, (6.264)
где коэффициент подачи насоса, учитывающий утечки масла через зазоры, [2].
Наружный диаметр шестерён насоса:
, (6.265)
где частота вращения вала насоса, .
Задав стандартный модуль зацепления m=3,25мм и число зубьев шестерни z=11, уточняем наружный диаметр (мм) шестерён:
. (6.266)
Мощность, затрачиваемая на привод масляного насоса:
, (6.267)
где механический КПД масляного насоса, .
6.6.2.2 Расчёт фильтра очистки масла
Расчёт фильтра очистки масла заключается в определении площади его фильтрующего элемента:
, (6.268)
где динамическая вязкость масла;
перепад давлений на входе и выходе фильтра,
коэффициент, зависящий от типа фильтрующего элемента, .
(6.269)
6.6.2.3 Расчёт подшипника скольжения
Рисунок 7.1 - Расчётная схема подшипника скольжения
Коэффициент нагруженности подшипника:
. (6.270)
Количество теплоты выделяющейся в подшипнике, принимается равным мощности трения в подшипниковом узле:
, (6.271)
где сила трения, , где коэффициент трения,
окружная скорость
. (6.272)
Окончательное выражение для определения количества теплоты, выделившейся в подшипнике :
. (6.273)
Коэффициент трения определяется:
. (6.274)
Количество отводимой маслом теплоты
, (6.275)