Конструирование бензинового двигателя для легкового автомобиля
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
?ой цели под осью абсцисс проводим на длине хода поршня S как на диаметре полуокружность радиусом R=S/2. Из геометрического центра О' в сторону н.м.т. откладываем отрезок [8]:
О'О'1 =5,5 мм(3.45)
где L- длинна шатуна(L=124.5мм).
Величина О'О'1 представляет собой поправку Брикса. Из точки О'1 под углом ?0 ( угол предварения открытия впускного клапана, ?0=47) проводим луч О'1В1. Полученную точку В1 соответствующую началу открытия впускного клапана, сносим на политропу расширения(точка b1').
Луч О'1С1 проводим под углом ?0, соответствующим углу опережения зажигания (?0=25 до в.м.т.), а точку С1 сносим на политропу сжатия, получая точку с1'.
Затем проводим плавные кривые с'1 с'' изменения линии сжатия в связи с опережением зажигания и b1' b'' изменения линии расширения в связи с предварением открытия впускного клапана. При этом принимаем, что точка b'' находится на середине расстояния ba, а ордината тачки c'' находится из соотношения [8]:
pс'' =1.2•pс= 1,2•1,4 = 1,68 МПа.(3.46)
Длинна отрезка Ас''=1,68/0,04 = 42 мм.
Наклон линии сгорания определяем исходя из величины скорости нарастания давления и действительного давления сгорания [2]:
pz= 0.85 •p'zt= 0.85•6.36 = 5,4МПа.(3.47)
Определяем угол ?0 соответствующий углу поворота коленчатого вала за период сгорания от pc до pz' [8]:
?0 = = = 14. (3.48)
Для данного двигателя принимаем ?р/?? = 0,3МПа/град.
Под углом ?0 проводим луч О'1m. Полученную точку m сносим на горизонтальную линию, соответствующую давлению pz.
Точку пересечения их соединяем с точкой с1' и получаем примерное протекание линии сгорания. Далее проводим линии впуска и выпуска, скругляя их в точке z. В результате выполненных построений получили действительную индикаторную диаграмму.
4.РАСЧЕТ КИНЕМАТИКИ И ДИНАМИКИ КШМ
Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма выполняется с целью определения суммарных сил и моментов, возникающих от давления газов и от сил инерции. Результаты динамического расчета используются при расчете деталей двигателя на прочность и износ.
В течении каждого рабочего цикла силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме, непрерывно изменяются по величине и направлению. Поэтому для определения характера изменения сил по углу поворота коленчатого вала их величины определяют для ряда различных положений вала, через каждые 30 ПКВ.
Рисунок 4.1- Расчётная схема сил, действующих в КШМ
4.1 Определяем силу давления газов на днище поршня
Сила давления газов на днище поршня определяем в пределах (0…720) ПКВ, через 30град.
По построенной индикаторной диаграмме определяем силу рг, действующую на днище поршня при каждом угле поворота коленчатого вала. Результаты сводим в таблицу 4.1.
Масштаб давлений выбираем mp =0,04МПа в мм.
Расчет ведем для одного положения кривошипа. Оно соответствует 60 поворота коленчатого вала.
Сила давления газов на днище поршня (pг) определяется по формуле [8]:
. (4.49)
По формуле (4.49) производим расчеты для остальных точек поворота коленчатого вала, результаты расчета для всех положений коленчатого вала сводим в таблицу 4.1 .
.2 Определяем силу инерции от возвратно-поступательно движущихся масс Pj
Pj=-mj•R•?•(cos?+?•cоs2?); (4.50)
Масса поступательно движущихся частей КШМ определяется из выражения
=mn+x•mш; (4.51)
где: х-доля массы шатуна, отнесенная к возвратно-поступательно движущимся массам х=0,25;
mп и mш определяем по таблице 6 [1];
'п=mп/Fп=130 кг/м2; (4.52)
п=130•0,005024 = 0,4 кг;
m'ш=mш/Fп = 180 кг/м2; (4.53)
ш=180•0,005024 = 0.58 кг;
mj= 0,4+0.25•0.58 =0.56 кг.
?-угловая скорость:
. (4.54)
, (4.55)
Результаты расчета для всех положений коленчатого вала сводим в таблицу 4.1 .
4.3 Суммарная сила, действующая в кривошипно-шатунном механизме
Определение суммарной силы P? ведется путем алгебраического сложения сил давления газов и сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс [8]:
. (4.56)
Результаты расчета для всех положений коленчатого вала сводим в таблицу 4.1
Таблица 4.1 Результаты расчета PГ, Pj, P?.
? град.P?,МпаPr,Hcos?+?cos2?Pj,HP?,H12345600,11655,81,294-9614,91-9559,11300,089-76,21,013-7526,97-7603,1744600,089-76,20,353-2626,64-2702,84900,089-76,2-0,2942184,5322108,331561200,089-76,2-0,6464800,0254723,825131500,089-76,2-0,7195342,4435266,242841800,089-76,2-0,7065245,8485169,64792100,095-48,3-0,7195342,4435294,142842400,11656,5-0,6474807,4564863,955512700,171331,6-0,2942184,5322516,131563000,3261114,50,353-2622,92-1508,424300,8373679,81,013-7526,97-3847,17443601,6337680,81,294-9614,91-1934,1113745,426602,11,243-9183,9517418,153903,53217222,21,013-7526,979695,22564201,4906962,60,353-2622,924339,676054500,8243612,7-0,2942184,5325797,231564800,5792383,5-0,6464800,0257183,525135100,4831903,6-0,7195342,4437246,042845400,4581774,4-0,7065245,8487020,24795700,11655,8-0,7195342,4435398,242846000,11655,8-0,6474807,4564863,255516300,11655,8-0,2942184,5322240,331566600,11655,80,353-2626,64-2570,846900,11655,81,013-7526,97-7471,17447200,11655,81,294-9614,91-9559,111
4.4 Определяем нормальную силу К [2]:
. (4.57)
Результаты расчета для всех положений коленчатого вала сводим в таблицу 4.2. Нормальная сила К направлена по радиусу кривошипа рисунок 4.1.
4.5 Определяем тангенциальную силу Т [2]:
. (4.58)
Результаты расчета для всех положений коленчатого вала сводим в таблицу 4.2.
Тангенциальная сила Т направлена по касательной к окружности радиуса кривошипа рисунок 4.1 .
Таблица 4.2 Результаты расчета Т,К
? град.cos(?+?)/cos?К,Нsin(?+?)/ /cos?T,H01-9559,11100300,792-6021,7140,629-5269,6600,272-741,67250,998-2957,790-0,308-649,366112352,6120-0,728-3438,9450,7343866150-0,94-4950,2680,3712179,1180-1-5169,64800210-0,94-4976,494-0,371-2189,6240-0,728-3540,96-0,734-3966,6270-0,308-774,9685-1-2774,43000,272-410,2913-0,99817253300,792-3046,962-0,62927943601-1934,111003740,95316599,50,30965392,63900,7927678,6