Аналітичне дослідження кривошипно-шатунного механізма автомобільних двигунів

, градN, Не=-0.004е=-0.003е=-0.002е=-0.001е=0е=0.001е=0.002е=0.003е=0.004043.1632.3721.5810.790-10.79-21.58-32.38-43.1610-17.22-23.10-29.01-34.94-40.93-46.85-52.83-58.83-64.8520-57.81-64.01-70.24-76.51-83.16-89.17-95.56-101.98-108.4530-98.32-104.99-111.72-118.52-126.21-132.29-139.26-146.30-153.4040-134.83-141.98-149.22-156.54-165.17-171.43-179.01-186.67-194.4250-160.13-167.56-175.11-182.76-191.55-198.40-206.38-214.48-222.6960-194.87-203.17-211.59-220.15-228.88-237.67-246.64-255.74-264.9970-198.41-206.68-215.11-223.69-230.93-241.32-250.37-259.58-268.9580-180.61-188.37-196.29-204.38-209.73-221.06-229.66-238.44-247.3990-159.26-166.43-173.77-181.28-185.49-196.82-204.85-213.07-221.46100-138.13-144.66-151.36-158.22-162.34-172.43-179.80-187.33195.04110-105.21-110.65-116.25-121.99-126.39-133.93-140.12-146.47-152.98120-83.43-88.03-92.75-97.60-102.62-107.69-112.93-118.30-123.81130-62.07-65.78-69.60-73.51-78.57-81.66-85.90-90.23-94.68140-67.08-71.09-75.18-79.35-84.82-87.92-92.33-96.83-101.40150-51.02-54.72-58.49-62.31-67.02-70.12-74.11-78.16-82.27160-50.41-55.83-61.30-66.80-72.68-77.93-83.55-89.20-94.89170-25.75-34.53-43.33-52.16-61.05-69.86-78.75-87.65-96.5718080.9060.6740.4520.220-20.22-40.45-60.67-80.901901019.36926.00832.69739.44646.57553.09459.98366.91273.882001058.72998.26937.89877.59817.70757.22697.15637.14577.202101050.871006.05961.34916.72873.04827.79783.46739.23695.09220981.03946.45911.99877.66844.66809.34775.36741.49707.74230917.11888.48860.00831.66804.49775.40747.49719.71692.06240890.23864.42838.79813.32788.06762.88737.91713.09688.43250855.46831.59807.92784.44759.65738.03715.10692.34669.76260864.24840.65817.26794.08768.19748.32725.73703.34681.14270834.53811.78789.23766.90741.29722.84701.11679.57658.23280787.05765.29743.73722.37698.31680.25659.48638.90618.50290702.85682.76662.85643.12622.08604.20585.00565.98547.12300609.95591.57573.34555.27537.39519.59501.97484.50467.18310513.99497.22480.57464.05448.68431.37415.22399.18383.27320420.16404.71389.36374.11360.17343.88328.91314.03299.24330306.94293.39279.91266.49253.98239.86226.65213.50200.41340217.85205.17192.53179.94167.72154.88142.41129.99117.61350123.88112.46101.0689.6878.3766.9855.6744.3733.0936043.1632.3721.5810.790-10.79-21.58-32.38-43.16

Аналітичне дослідження кривошипно-шатунного механізма автомобільних двигунів

Дипломная работа

Транспорт, логистика

Другие дипломы по предмету

Транспорт, логистика

Сдать работу со 100% гаранией

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аналітичне дослідження кривошипно-шатунного механізма автомобільних двигунів

 

Дипломна робота

 

 

Вступ

 

Двигуни внутрішнього згорання належать до найбільш поширеного типу теплових двигунів. На їх долю припадає понад 80% всієї виробленої в світі енергії. Завдяки компактності, високій економічності, надійності і довговічності вони використовуються у всіх галузях народного господарства і є практично єдиним джерелом енергії на транспортних, будівельних і дорожних машинах.

Головним напрямком розвитку сучасного автотракторного двигунобудування є підвищення питомих енергетичних і економічних показників, збільшення моторесурсу двигунів при одночасному зниженні питомої металоємкості, забезпечення роботи на недорогих видах палива, покращення економічних характеристик зниження токсичності і димності відпрацьованих газів, зменшення питомих затрат на виготовлення, обслуговування і ремонт.

Одним з шляхів вирішення цих завдань є удосконалення конструкції механізмів двигуна. Аналіз конструкції кривошипно-шатунних механізмів показує, що на багатьох двигунах використовують механізми, в яких вісь циліндра не перетинає вісь колінчастого вала, або у яких вісь поршневого пальця зміщена відносно осі циліндра. Такі механізми називають дезаксіальними. За даною схемою побудовані механізми двигунів ВАЗ усіх моделей, МеМЗ-968, ЗМЗ-51, ЗІЛ-130, М-20, СМД-60 та інших. Перевага дезаксіального механізма полягає у більш рівномірному зношуванню циліндрів за рахунок часткового перерозподілу сил, що діють на правий і лівий боки циліндра, а також меншу швидкість поршня в районі верхньої мертвої точки, що покращує процес горіння. Крім цього вирішується і ряд проблем компоновки двигуна.

Проте в літературі не наведено результатів кінематичних і динамічних досліджень дезаксіального механізма, які б ілюстрували його переваги.

В даній дипломній роботі поставлено завдання аналітичного дослідження аксіального і дезаксіального кривошипно-шатунного механізмів з метою виявлення якісного і кількісного впливу дезаксіалу на їх кінематичні і динамічні характеристики.

Реалізація даного завдання вимагала проведення кінематичного і динамічного дослідження обох типів механізмів, побудови індикаторної діаграми робочого циклу двигуна, відповідних обчислень.

При проведенні досліджень та обчислень було прийнято ряд припущень, спрощень і наближень: кутова швидкість колінчастого вала постійна; маси тіл зосереджені в центрах ваги цих тіл; нехтування силою тертя; ідеалізація робочих процесів в циліндрі двигуна. Тому отримані результати в більшій мірі якісно ніж кількісно характеризують досліджувані процеси.

 

  1. Термодинамічний і дійсний цикли поршневих двигунів внутрішнього згорання (ДВЗ)

 

1.1 Термодинамічний і теоретичний цикли поршневого ДВЗ

 

Процеси перетворення теплоти в роботу можуть здійснюватися в різних теплових двигунах, одним з яких є поршневий ДВЗ.

Термодинамічний (ідеальний) цикл зворотній круговий процес, в якому теплота перетворюється в роботу з мінімальними втратами.

Аналіз термодинамічних циклів поршневих ДВЗ проводиться з припущенням, що: 1) на протязі всього циклу ні хімічний склад, ні кількість робочого тіла (газу) не змінюється; 2) процеси стиску і розширення здійснюються адіабатично; 3) теплоємність робочого тіла не залежить від температури. Процеси горіння і газообміну, що протікають під час роботи реального поршневого двигуна, при розгляді термодинамічних циклів заміняються процесами підведення і відводу теплоти. Умови аналізу термодинамічних циклів такі, що отримані розрахункові значення їх показників являють собою деяку найвищу межу, до якої можуть лише наближатися показники дійсних циклів в залежності від ступеня їх досконалості.

Ступінь досконалості теплових двигунів може бути оцінена шляхом співставлення їх дійсного робочого процесу з відповідним термодинамічним циклом.

Загальноприйнятими теоретичними циклами поршневих ДВЗ є цикли Отто-Бо де Роша, Дизеля, Сабате-Трінклера. Ці цикли характеризуються наступними особливостями: 1) стиск починається у н.м.т.; 2) стиск і розширення здійснюються адіабатично з узагальненим постійним показником; 3) підведення і відведення теплоти проходить при V=const і P=const.

Еталонний термодинамічний цикл повинен мати найбільший к.к.д. Параметри стану робочого тіла у визначаючій точці цього циклу (в точці кінця стиску) повинні бути близькі до параметрів стану робочого тіла в тій же ж точці дійсного робочого процесу ДВЗ.

В дійсних процесах поршневих двигунів внутрішнього згорання стиск починається не у н.м.т., а пізніше, через запізнення закриття впускного клапана. Як правило, стиск здійснюється політропічно. Через це параметри стану робочого тіла у визначаючій точці в термодинамічних циклах нічого спільного не мають (при умові рівності ступенів стиску) з параметрами стану робочого тіла в тій же ж точці дійсних робочих процесів. Таким чином термодинамічні цикли Отто-Бо де Роша, Дизеля, Сабате-Трінклера не є еталонними і не можуть бути використані для оцінки ступеня досконалості робочого процесу ДВЗ.

У 1948 році Н.І.Білоконь запропонував узагальнений теоретичний цикл (рис. 1), який позбавлений вказаних недоліків. В цьому циклі стиск починається не у н.м.т., а пізніше, як у дійсних процесах поршневих ДВЗ. Стиск в цьому циклі здійснюється політропічно з відведенням теплоти. Параметри стану робочого тіла у визначаючій точці циклу Н.І.Білоконя близькі до параметрів стану робочого тіла в цій же ж точці дійсного робочого процесу ДВЗ. Крім цього цикл Н.І.Білоконя в умовах найвигіднішого політропічного стиску має найбільший к.к.д. з всіх відомих термодинамічних циклів.

 

Рис.1 Узагальнений теоретичний цикл ДВЗ

 

На основі цього узагальнений теоретичний цикл може бути використаний для оцінки ступеня досконалості дійсних робочих процесів ДВЗ і покладений в основу теплових розрахунків.

Елементи узагальненого теоретичного циклу: а-с найвигідніший політропічний стиск з відведенням теплоти, при якому к.к.д. циклу має найбільше значення; c-f-z послідовний підвід теплоти при V=const і p=const; z-r адіабатичне розширення; r-s-a - послідовний відвід теплоти при V=const і p=const

 

1.2 Дійсний цикл поршневих двигунів внутрішнього згорання

 

Дійсним циклом поршневого двигуна внутрішнього згорання називають комплекс процесів, що періодично повторюються і здійснюються з метою перетворення термохімічної енергії палива в механічну роботу.

Зміну тиску газів в циліндрі працюючого двигуна визначають з допомогою спеціального приладу індикатора тиску, а отриману при цьому діаграму в координатах тиск обєм (p V) або тиск кут повороту колінчастого вала (р ) називають індикаторною діаграмою.

Індикаторна діаграма дійсного циклу чотиритактного бензинового двигуна наведена на рис.2. Цей цикл здійснюється за два оберти колінчастого вала або чотири такти (ходи поршня), під час яких в циліндрі відбуваються наступні процеси.

Процес впуску паливної суміші починається в точці а, що відповідає початку відкриття впускного клапана, коли поршень ще не дійшов до в.м.т. Закінчується впуск в точці а, коли впускний клапан повністю закрився, а поршень пройшов н. м. т. Середній тиск газів в циліндрі на протязі впуску діє по напрямку руху поршня до н.м.т.; по значенню він менший за атмосферний р0, який перешкоджає руху поршня.

Процес стиску заряду проходить після закінчення впуску (точка а) і супроводжується підвищенням температури і тиску заряду. При наближенні поршня до в.м.т. паливна суміш запалюється електричною іскрою (точка d).

Процес горіння починається в точці d. В цей момент поршень на більшості режимів роботи двигуна ще не доходить до в.м.т. Момент закінчення цього процесу може знаходитись достатньо далеко після в.м.т. Прийнято вважати, що цей процес закінчується в точці z1. На протязі процесу горіння температура і тиск в циліндрі досягають найбільших значень.

Процес розширення триває від точки z до точки b. При розширенні палива теплова енергія, що виділилась в результаті згорання палива, перетворюється в механічну.

Процес випуску починається в точці b, що відповідає початку відкриття випускного клапана. Закінчується процес в точці b, після того, як поршень пройде в.м.т. і випускний клапан закриється.

Процеси, під час яких проходить заміна робочого тіла впуск і випуск називаються процесами газообміну.

Поділ дійсного циклу на процеси дещо умовний, так як між закінченням попереднього і початком наступного процесів немає чіткої межі.

Рис. 2 Індикаторна діаграма дійсного циклу

 

1.2.1 Процеси газообміну

Від кількості і складу свіжого заряду в значній мірі залежить отримана в циклі робота, а відповідно, потужність двигуна. Кількість пальної суміші, що поступає в циліндри на протязі процесу впуску залежить від того, наскільки добре циліндри очищаються від відпрацьованих газів під час випуску в попередньому циклі. Таким чином впуск і випуск тісно взаємозвязані.

Випуск відпрацьованих газів починається в кінці розширення з випередженням 40 700 до приходу поршня в н.м.т.

В цей момент тиск в циліндрі р 0,4...0,6 МПа. Перший період процесу випуску називається періодом вільного випуску і закінчується біля н.м.т., коли випускний клапан є відкритим менше ніж на половину від свого максимального підйому.

Під час другого періоду, тобто при русі поршня від н.м.т. до в.м.т., випуск відбувається під дією поршня.

У випускній і впускній системах двигуна виникають коливальні процеси. Природа

Похожие работы

1 2 3 4 5 > >>