Тепловой и динамический расчёт двигателя внутреннего сгорания VW passat 1.9 AFN TDI

3.3 Расчет суммарной силы, действующей в КШМ по направлению оси цилиндра. Построение совмещенных графиков зависимости силы давления газов на

Тепловой и динамический расчёт двигателя внутреннего сгорания VW passat 1.9 AFN TDI

Курсовой проект

Транспорт, логистика

Другие курсовые по предмету

Транспорт, логистика

Сдать работу со 100% гаранией
>,

,

870

14,9

171,56

226,64

3,378

1280

24,3

186,478

208,05

5,056

1690

34,34

197,667

193

6,628

2100

44,55

205,126

181,49

8,085

2510

54,43

208,856

173,52

9,445

2920

63,5

208,856

169,09

10,74

3330

71,28

205,126

168,21

11,99

3740

77,27

197,667

170,87

13,2

4150

81

186,478

177,06

14,34

На основании данных таблицы 1 строим график зависимости основных параметров двигателя от частоты вращения коленчатого вала (внешняя скоростная характеристика).

Максимальный эффективный крутящий момент, :

;

Крутящий момент при максимальной мощности, :

Коэффициент приспособляемости двигателя:

(2.5)

3. Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма (КШМ) двигателя

Динамический расчет КШМ проектируемого двигателя заключается в определении суммарных сил и моментов, возникающих от давления газов и сил инерции, что требуется для выполнения расчетов деталей двигателя на прочность и износостойкость, расчета подшипников коленчатого вала, анализа уравновешенности двигателя.

При расчете силы определяются через каждые угла поворота коленчатого вала в диапазоне от до . В качестве нулевого выбирается такое положение кривошипа, при котором поршень находится в в.м.т.

3.1 Определение (по индикаторной диаграмме) силы давления газов на поршень

Рисунок 1 – «Силы, действующие в КШМ.»

Силы давления газов, действующие на площадь поршня, для упрощения заменяют одной силой РГ, направленной вдоль оси цилиндра и приложенной к оси поршневого пальца. Сила РГ определяется для ряда значений угла поворота коленчатого вала по действительной развернутой индикаторной диаграмме.

Удельная сила давления газов РГ, Н:

(3.1)

Значения снимаются с развернутой индикаторной диаграммы. Силы давления газов, направленные к оси коленчатого вала, считаются положительными, а от него - отрицательными.

Площадь поршня, мм2:

(3.2)

Полученные значения РГ заносим в таблицу 2.

3.2 Определение сил инерции, действующих в КШМ

Для упрощения расчета действительный КШМ заменяется эквивалентной системой сосредоточенных масс, которая состоит из массы mJ, совершающей возвратно-поступательное движение и сосредоточенной в точке А, и массы mR, совершающей вращательное движение и сосредоточенной в точке В.

Рисунок 2 – «Эквивалентная система масс»

Сосредоточенные массы mJ, кг, и mR, кг:

(3.3)

(3.4)

Масса поршневой группы mП, кг:

Полная масса шатунной группы mШ, кг:

Часть массы шатунной группы, сосредоточенная на оси поршневого пальца (точка А) mШП, кг:

(3.5)

Часть массы шатунной группы, сосредоточенная на оси кривошипа (точка В) mШК, кг:

(3.6)

Часть массы кривошипа, сосредоточенная в точке В, mК, кг:

Силы инерции, действующие в КШМ, в соответствии с характером движения приведенных масс подразделяются на силы инерции поступательно движущихся масс PJ и центробежные силы инерции вращающихся масс КR.

Значение силы РJ, Н:

(3.7)

Ускорение поршня j, м/с2:

;(3.8)

Значение силы KR, Н:

(3.9)

Силы инерции вращающихся масс шатуна KRШ, Н:

(3.10)

Силы инерции вращающихся масс кривошипа KRК, Н:

(3.11)

3.3 Расчет суммарной силы, действующей в КШМ по направлению оси цилиндра. Построение совмещенных графиков зависимости силы давления газов на поршень, силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс, суммарной силы, действующей в КШМ от угла поворота коленчатого вала

Суммарная сила Р, действующая в КШМ, Н:

(3.12)

Значения ΔРГ, а также значения, полученные по формулам 3.7, 3.8 и 3.12 заносим в таблицу 2.

Таблица 2

φ, град

ΔРГ, МПа

j, м/с2

PJ, Н

PJ, Мпа

Р, Мпа

0

-0,015

11264

-12230,1

-2,464

-2,48

30

-0,04375

8930

-9696,29

-1,953

-2

60

-0,04375

3379

-3669,04

-0,739

-0,78

90

-0,04375

-2253

2446,03

0,4928

0,449

120

-0,04375

-5632

6115,06

1,232

1,188

150

-0,04375

-6677

7250,27

1,4607

1,417

180

-0,04375

-6758

7338,08

1,4784

1,435

210

-0,03125

-6677

7250,27

1,4607

1,429

240

0,00375

-5632

6115,06

1,232

1,236

270

0,05875

-2253

2446,03

0,4928

0,552

300

0,20125

3379

-3669,04

-0,739

-0,54

330

1,78875

8930

-9696,29

-1,953

-0,16

360

11,6525

11264

-12230,1

-2,464

9,189

375

13,6025

10655

-11569

-2,331

11,27

390

11,6525

8930

-9696,29

-1,953

10,32

420

12,27375

3379

-3669,04

-0,739

2,163

450

2,9025

-2253

2446,03

0,4928

1,563

480

1,07

-5632

6115,06

1,232

1,907

510

0,675

-6677

7250,27

1,4607

1,862

540

0,40125

-6758

7338,08

1,4784

1,681

570

0,2025

-6677

7250,27

1,4607

1,446

600

-0,015

-5632

6115,06

1,232

1,217

630

-0,015

-2253

2446,03

0,4928

0,478

660

-0,015

3379

-3669,04

-0,739

-0,75

690

-0,015

8930

-9696,29

-1,953

-1,97

720

-0,015

11264

-12230,1

-2,464

-2,48

Строим на развернутой индикаторной диаграмме графики PJ и Р, МПа.

3.4 Расчет составляющих суммарной силы, действующей в КШМ: нормальной силы, перпендикулярной оси цилиндра; силы, действующей вдоль шатуна; силы, направленной по радиусу кривошипа; тангенциальной силы, направленной по касательной к окружности радиуса кривошипа

Построение графиков зависимостей этих сил от угла поворота коленчатого вала.

Удельная нормальная сила N, действующая перпендикулярно оси цилиндра, Н:

(3.13)

Угол отклонения шатуна от оси цилиндра β:

(3.14)

Удельная сила S, действующая вдоль шатуна, Н:

(3.15)

От действия силы S на шатунную шейку возникает две составляющие: сила К, направленная по радиусу кривошипа, и тангенциальная сила Т, направленная по касательной к окружности радиуса кривошипа.

Значение удельной силы К, Н:

(3.16)

Значение удельной силы Т, Н:

(3.17)

Значения, полученные по формулам 3.13 - 3.17 заносим в таблицу 3.

Таблица 3 - «Составляющие суммарной силы»

φ, град

N, МПа

S, МПа

К, Мпа

Т, МПа

0

0

-2,479

-2,48

0

30

-0,25

-2,013

-1,6

-1,22

60

-0,17

-0,802

-0,24

-0,76

90

0,116

0,464

-0,12

0,449

120

0,264

1,217

-0,82

0,897

150

0,179

1,428

-1,32

0,554

180

0

1,435

-1,43

0

210

-0,18

1,441

-1,33

-0,56

240

-0,27

1,266

-0,86

-0,93

270

-0,14

0,57

-0,14

-0,55

300

0,119

-0,551

-0,17

0,526

330

0,021

-0,166

-0,13

0,1

360

0

9,189

9,189

0

375

0,731

11,3

10,7

3,623

390

1,3

10,4

8,287

6,286

420

0,48

2,216

0,666

2,113

450

0,404

1,614

-0,4

1,563

480

0,423

1,953

-1,32

1,44

510

0,235

1,877

-1,73

0,728

540

0

1,681

-1,68

0

570

-0,18

1,457

-1,34

-0,57

600

-0,27

1,247

-0,84

-0,92

630

-0,12

0,493

-0,12

-0,48

660

0,167

-0,773

-0,23

0,737

690

0,248

-1,984

-1,58

1,199

720

0

-2,479

-2,48

0

По таблице 3 строим графики зависимости сил от угла поворота коленчатого вала. Размещаем полученные графики под развернутой индикаторной диаграммой.

3.5 Построе

Похожие работы

< 1 2 3 4 > >>