Тепловой и динамический расчет двигателя КамАЗ-740

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Институт Механико-машиностроительный

Кафедра ПТМиР

Курсовая работа

На тему: Тепловой и динамический расчет двигателя КАМАЗ-740

Выполнил студент группы ММ-340023 Низамов А.А.

Проверил: к.т.н.доцент Асанбеков К.А.

Екатеринбург

2017

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

1)Тепловой расчет двигателя служит для определения параметров рабочего тела в цилиндре двигателя, а также оценочных показателей рабочего процесса, для оценки мощностных и экономических показателей, позволяющих оценить мощность и расход топлива.

2) Задачей динамического расчета является определение сил, действующих в механизмах преобразования энергии рабочего тела в механическую работу двигателя.

Определить:

1. Процесс впуска

2. Процесс сжатия

3. Процесс сгорания

4. Процесс расширения

5. Индикаторная диаграмма

6. Динамический расчёт

СОДЕРЖАНИЕ

I. Тепловой расчет и построение индикаторной диаграммы

1.1 Определение исходных данных для построения индикаторной диаграммы

1.2 Построение и анализ индикаторной диаграммы

1.3 Индикаторные и эффективные показатели двигателя

II. Динамический расчет двигателя

2.1 Определение сил, действующих вдоль оси цилиндра на поршневой палец

2.2 Определение сил, действующих на шатунную шейку

2.3 Анализ результатов расчета динамики КШМ определение момента инерции маховика

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Тепловой расчет выполняется с целью предварительного определения индикаторных показателей рабочего цикла и эффективных показателей проектируемого двигателя. По заданной номинальной мощности и результатам теплового расчета определяется рабочий объем цилиндров, выполняются динамический расчет, расчет на прочность, расчет систем двигателя и др. Выполнение теплового расчета при разных исходных данных позволяет оценить влияние на работу двигателя различных конструктивных и эксплуатационных факторов, что в совокупности с результатами экспериментальной доводки опытных образцов позволяет разработать рациональную конструкцию двигателя.

Тепловой расчет, как правило, выполняется для режима номинальной мощности, в связи с чем указанный режим называется расчетным. Традиционно внешняя скоростная характеристика двигателя рассчитывалась на базе теплового расчета номинального режима с помощью эмпирических зависимостей, с удовлетворительной точностью описывающих закономерности изменения мощностных и экономических показателей двигателя в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. Однако в настоящее время в связи с ужесточением требований к тягово - динамическим и экономическим показателям автомобилей и тракторов все большее распространение получают перспективные турбопоршневые двигателя с пологим протеканием кривой удельного эффективного расхода топлива, а также двигатели с постоянной мощностью (ДПМ) имеющие высокий коэффициент приспособляемости. В связи с этим для формирования внешней скоростной характеристики необходимо выполнение многовариантных тепловых расчетов на частичных скоростных режимах, что позволит получить предварительную информацию о требуемом характере изменения параметров наддува и, в частности, о целесообразности применения охладителя наддувочного воздуха.

Ниже излагается тепловой расчет номинального режима работы двигателя, что позволяет в процессе выполнения курсового проектирования получить расчетные внешние скоростные характеристики, отвечающие предъявляемым требованиям как по экономичности двигателя, так и по величине коэффициента приспособляемости.

Технические характеристики двигателя КАМАЗ-740

Мощность кВт (л.с.)	154(210)
Частота вращения коленвала мин -1	2100
Максимальный крутящий момент Нм(кГм)	1000(64)
Количество и расположение цилиндров	8, V-образное
Диаметр цилиндра/ход поршня, мм	120/120
Рабочий объем, л.	10,85
Степень сжатия	17
Порядок работы цилиндров	1-5-4-2-6-3-7-8
Масса двигателя в комплектности (брутто) по ГОСТ 14846-81, кг	800
Заправочная емкость системы смазки двигателя, л.	28
Емкость системы охлаждения (только двигателя), л	17
Модель ТНВД	337-71 ЯЗДА
Давление начала впрыскивания, МПа	21,4-22,4

Классификация двигателя Камаз 740

1) По конструкции: Поршневой

2) По расположению цилиндров: V-образное

3) По количеству цилиндров: Многоцилиндровый

4) По применяемому топливу: Дизель

5) По способу охлаждения: Жидкостное

6) По способу смесеобразование: Внутреннее

7) По оборотистости: Тихоходный

8) По способу воспламенения: Сжатие воздуха

9) По способу наполнения цилиндров воздухом: с надувом

I. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ

1.1 Определение исходных данных для индикаторной диаграммы

В первую очередь находятся параметры состояния, газов в цилиндре. Абсолютное давление pi и абсолютная температура Ti в характерных для диаграммы точках: ”а" - конец всасывания, "с" - конец сжатия, "Z -конец сгорания и ”в” - конец расширения.

Для этого последовательно рассматриваются все элементы рабочего цикла.

а) Процесс впуска

1) Давление газов в конце впуска

(I)

Где: Р₀, Т₀ - соответственно, давление и температура окружающей среды.

Значение и - по заданию.

- соответственно, коэффициент наполнения и степень сжатия. Для дизелей с наддувом 0, 90... 0, 97.

=17 -по заданию.

T₀ - температура всасываемого заряда с учетом его подогрева при поступлении в цилиндр

T'₀=T₀ +T; (2)

T - подогрев свежего заряда; чем быстроходнее двигатель, тем ниже T. Для дизелей с наддувом T=(5...10) К, - давление остаточных газов.

(3)

Где: частота вращения коленвала двигателя

, (4)

Где: - соответственно, скорость поршня (м/с) и ход поршня

(м) берутся по заданию. Найденное давление в конце свободного впуска легко проверить:

(5)

Для дизелей:

Можно использовать для определения Р_а и формулу Петрова:

(6)

но только в пределах допустимых оборотов (,

При работе дизеля с наддувом в Формулу (I) вместо Р₀ и Т₀ следует подставлять значения P_к и Т_к - давление и температуру воздуха на выходе из компрессора;

=0,1651 МПа

=300*( К (7)

где - показатель политропы сжатия в компрессоре. На основании опытных данных НАТИ, принимают:

- для турбокомпрессоров с охлаждаемым корпусом;

- для турбокомпрессоров с неохлаждаемым корпусом.

2) Температура газов в конце впуска

= =318,9К (8)

Где: - температура остаточных газов

для дизелей

- коэффициент остаточных газов

=(9)

=0,03…0,06 для дизелей без наддува

б) Процесс сжатия

3) Давление конца сжатия:

(10)

Где: - показатель политропы сжатия

=1,41-0,02(11-8,4) =1,358 (11)

Зависимость справедлива для

С наддувом:

Показатель политропы сжатия можно находить по формуле Петрова в пределах её применимости:

Для дизелей:

4) Температура в конце такта сжатия:

= (12)

У дизелей без наддува при

5) Количество газов, находящихся в цилиндре в конце процесса сжатия. Теоретическое количество газов, необходимое для сгорания 1кг топлива с составом (С, Н и О), кг/кг

= (13)

=14,452/28,96=0,5 (14)

Где: С, Н, О - Доли, соответственно, углерода, водорода и кислорода в топливе

0,23 - Массовое содержание кислорода в 1кг воздуха

28,96 - Масса 1кмоля воздуха, кг/кмоль

Дизельное топливо: С=0,87 Н=0,126 О=0,004

Действительное количество воздуха, поступившее в двигатель:

=1,65*0,50,825 (15)

Где: - коэффициент избытка воздуха

у дизелей без наддува

Остаточные газы в цилиндре к концу такта сжатия:

= *1,65*0,5=0,019 (16)

Общее количество газов, находящихся в цилиндре в конце сжатия:

(17)

в) Процесс сгорания

6) Число молей продуктов сгорания 1кг топлива

При =1,65*0,5++0,856 (18)

При (19)

С учетом остаточных газов, количество газов, находящихся в цилиндре в конце сгорания

=0,856+0,019=0,875

7) Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси

== 1,04

- У дизелей

8) Температура в конце сгорания определяется из уравнения сгорания

I Для дизелей:

Где: - средняя теплоемкость свежего заряда при постоянном объеме

- степень повышения давления при сгорании

=

- у дизелей c наддувом

- коэффициент использования теплоты топлива

- с неразделенными камерами

- низшая удельная теплота сгорания

- для дизельных топлив=

- средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания при постоянном давлении

После подстановки в уравнение (22) всех найденных параметров, оно приводится к виду:

(25)

и решается относительно

= 2639,6 (26)(26)

У дизелей

9) Давление в конце сгорания

=1,86*4,11=7,64 МПа

Для дизелей известны следующие значения:

10) Степень предварительного расширения

а) =

у дизелей (32)

г) Процесс расширения

II) Давление в конце расширения

Где: - степень последующего расширения

= (34)

- показатель политропы расширения, может определяться по формуле

а) у дизелей =1,242 (35)

У них

12) Температура в конце расширения

(36)

1.2 Построение и анализ индикаторной диаграммы

Строится теоретическая индикаторная диаграмма а координатах P-V.

Для этого на оси абсцисс (рис.1) откладывается отрезок , отражающий в масштабе длины диаграммы объем камеры сгорания V_c. Этот отрезок принимаем за единицу объема. Далее откладывается на оси абсцисс отрезки, отражающие в принятом масштабе соответствующие объемы:

предпочтительнее принять , тогда =

и =120-7,5=112,5

На оси ординат, выбрав масштаб давлений z` и z соединяются прямой, параллельной оси абсцисс. Точки с и z` соединяются прямой, параллельной оси ординат (построение выполняется тонкими линиями). Точки «а» и «с» соединяются политропой сжатия, а точки «z» и «в» политропой расширения. Промежуточные точки на политропах сжатия и расширения определяются из условия, что каждому значению на оси абсцисс соответствуют следующие значения давлений:

а) для политропы сжатия:

= (=0,0805

0,0879( =0,1031

0,0879*( =0,1397

0,0879*( =0,2064

0,0879*=0,358

0,0879*(=0,9176

0,0879*(=2,352(39)

б) для политропы расширения:

=*(

0,287*( =0,3322

0,287 *( =0,4383

0,287 *( =0,6265

0,287 *( =1,0367

0,287 *( =2,4521

0,287 *( =5,7998 (40)

Где: - показатели политроп сжатия и расширения.

Количество расчетных точек для политроп рекомендуется принимать не менее 5, максимальное количество не ограничивается. Однако, при выборе точек необходимо интервалы между точками сокращать по мере приближения к ВМТ.

Все расчеты по политропам сжатия и расширения удобно приводить табличным способом.

Таблица 1

Расчет политроп сжатия и расширения

		(n1		n2
	112,5/120	0,9161	0,0805	0,923
2.	112,5/100	1,1735	0,1031	1,1575	0,3322
3.	112,5/80	1,5888	0,1397	1,5272	0,4383
4.	112,5/60	2,3482	0,2064	2,1831	0,6265
5.	112,5/40	4,0726	0,358	3,6122	1,0357
5a.	112,5/20	10,4392	0,9176	8,5438	2,4521
6a.	112,5/10	26,7587	2,352	20,21	5,7998

По заполненной расчетной таблице строятся политропы сжатия расширения. Наносятся скругления (см,рис.I).

Действительное максимальное давление в конце сгорания у карбюраторных двигателей составляет

Определяется площадь диаграммы в (диаграмма на миллиметровке, поэтому площадь легко подсчитать), по которой подсчитывается среднее индикаторное давление «» из выражения:

(41)

Где: - принятый масштаб давлений (рекомендуется =0,02МПа/мм).

При ориентировочных расчетах нижняя граница индикаторной диаграммы берется по линии внешнего атмосферного давления, т/е. часть площади индикаторной диаграммы не учитывается.

Для проверки величина среднего индикаторного давления определяется расчетом по формуле:

=

=

0,274 МПа (42)

Точность построения индикаторной диаграммы оценивается коэффициентом погрешности:

*100=2,55% (43)

Действительное среднее индикаторное давление равно:

=0,274*0,935-0,0181=0,238 МПа (44)

тепловой динамический расчет двигатель

Где:=-0,0879=0,0181

- потеря индикаторного давления на проведение вспомогательных, ходов

Y - коэффициент полноты индикаторной диаграммы

для дизеля Y=0,92…0,95

у карбюраторных двигателей Y=0,94…0,97

Где: - рабочий объем цилиндра

- тактность двигателя

9) Литровая мощность двигателя

(53)

10) Удельная поршневая мощность

² (54)

Где: - площадь поршня в дм²

Современные автотракторные двигатели имеют следующие эффективные показатели:

а) дизельные без наддува

Результаты теплового расчета двигателя заносятся в таблицу, которая показана ниже.

Таблица 2.

Результаты теплового расчета двигателя.

Давление газов, МПа	Температуры газов, К	Среднее давление	КПД	Эффективные Показатели
				Мощность, кВт	Уд. Расход топлива,
Pa	Pc	Pz	Pb	Ta	Tc	Tz	Tb	Pi	Pe			Ne	ge
0,0877	3,749	7,6	0,3	318,9	876,85	2639,6	1392,75		0,82	0,73	0,286	154	256

2. ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ

Анализ сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме (КШМ), необходим для расчета деталей двигателя не прочность и определения нагрузок на подшипники. Детали КШМ подвергаются действию следующих сил (см.рис.2): давление газов в цилиндре (Р_r),сил инерции возвратно движущихся деталей КШМ (), центробежных сил инерции вращающихся масс (P_c)* Силами трения пренебрегают. Силы давления газов зависят от протекания рабочего процесса в цилиндре двигателя и определяются по индикаторным диаграммам. Силы инерции зависят от массы деталёй, движущихся с переменными скоростями.

2.1 Определение сил, действующих вдоль оси цилиндра на поршневой палец

На поршневой палец вдоль оси цилиндра действуют силы давления газов Р_r и силы инерции возвратно движущихся масс кривошипно шатунного механизма.

I) Силы давления газов определяется по формуле:

(55)

Ро - давление окружающей среды, МПа.

P_x - текущее давление газа по индикаторной диаграмме, МПа.

d_ц -диаметр цилиндра, м.

Определение текущего значения давления газов в функции от угла поворота коленчатого вала производится графоаналитическим методом. Для этого под построенной индикаторной диаграммой строится полуокружность радиусом, равным половине длины диаграммы () (см.рис.3). Вправо по горизонтали от центра полуокружности откладывается в том же масштабе отрезок, равный =0,264*175/2=23,113

Где: r - радиус кривошипа

- отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

70/265=0,264

Если длина индикаторной диаграммы не равна ходу поршня то отрезок ОО₁ (поправка Брикса) следует находить по выражению

Рис. 2. Схемы сил, действующих в КШМ

Из конца этого отрезка (точка О₁) проводится ряд лучей под углами ... к горизонтали до пересечения с полуокружностью (рекомендуемый интервал 30° ПКВ, однако в начале такта расширения следует взять одну промежуточную точку через ПКВ). Проекции концов этих лучей на соответствующие ветви индикаторной диаграммы указывают, какие точки рабочего-процесса соответствует тем или иным углам поворота коленчатого вала (ПКВ), а по масштабной шкале оси ординат можно видеть давление в этих точках. Величины давлений «Р_x» и подсчитанные по формуле (55) значения газовых сил «P_r» при различных углах поворота коленчатого вала за период рабочего цикла заносятся в таблицу 3.

2) Действующая на поршневой палец сила инерции движущихся возвратно поступательно масс кривошипно-шатунного механизма определяется по уравнению;

0,260*0,8660)=(56)

Где: - масса, совершающая возвратно-поступательное движение,

- угловая скорость коленчатого вала.

Входящая в уравнение (56) масса движущихся возвратно-поступательно частей кривошипно-шатунного механизма может быть представлена суммой

=2,85+0,275*4,01=3,9528 (57)

где - масса поршневого комплекта, кг.

- масса шатуна, кг

Значение масс выбирают, ориентируясь на данные двигателей прототипов (см. таблица 1 Приложение 1).

Суммарную силу инерции движущихся возвратно-поступательно масс рассматривают как алгебраическую сумму..

Силы инерции первого порядка

(58)

C периодом изменения - I оборот коленчатого вала и силы инерции второго порядка

(59)

период изменения которой равен 0,5 оборота коленчатого вала.

Значения угловых частот вращения коленчатого вала берутся при номинальном скоростном режиме двигателя, т.е.

Силы инерции удобно определять графическим путем.

Для этого (см. рис. 4) в принятом масштабе проводим из общего центра "О” две полуокружности (одну радиусом r₁=mr²,= 3,9528*0,175*

другую радиусом r₂= r₁) Ряд лучей под углами ... к вертикали.

Вертикальные проекции отрезков лучей, пересекающих первую окружность, в принятом масштабе значения сил при соответствующих углах поворота коленчатого вала, а проекции отрезков тех же лучей, пересекающих вторую окружность, значения сил при углах поворота коленчатого вала, соответственно, вдвое меньших. Через Центр "О" проводим горизонтальную линию и откладываем на ней, как на оси абсцисс, значения углов поворота коленчатого вала за рабочий цикл (от О до 720°), по точкам пересечения указанных выше проекций с ординатами, проходящими через соответствующие значения углов на оси абсцисс, строим кривые и . Путем суммирования ординат кривых и получаем кривую результирующей силы инерции .

3) Определив силы Р_r и , находим алгебраическим сложением их результирующую силу, действующую на поршневой палец:

(60)

Все расчеты по названным выше силам заносятся в таблицу 3 и 4 строится сводный график сил, действующих на поршневой палец (см.рис.5). Для этого на оси абсцисс прямоугольных координат откладывается значения углов поворота коленчатого вала за рабочий цикл (от О до 720°) в принятом масштабе и строятся кривые сил Р_r и и P_рез в принятом масштабе по оси ординат.

Правило знаков

Сила считается положительной, если она направлена к центру кривошипа и отрицательной, если она направлена от центра кривошипа.

2.2 Определение сил, действующих на шатунную шейку

На шатунную шейку действуют две силы:

1) Направленная по шатуну сила Р_t, возникающая под действием результирующей силы Р_рез приложенной к поршневому пальцу

(61)

2) Центробежная сила инерции P_c от вращающихся неуравновешенных масс

=-8,8925*0,175*=-1906,33Кн (62)

Где: - масса вращающихся неуравновешенных частей

=0,725*4,01*2+3,078=8,8925 (63)

- масса неуравновешенных частей коленчатого вала без противовесов

=200*0,01539=3,078 (64)

- площадь поршня в мм²

- удельная масса неуравновешенном части коленчатого вела без противовесов (см.табл.2 приложения).

При наличии противовесов на коленчатом валу ~ О.

У V-образных двигателей с центральными шатунами значение массы 0,725необходимо удвоить, так как на одной шейхе коленчатого вала подвешены два шатуна. Тогда

(65)

3) Для подсчета, равнодействующей силы, действующей на шатунную шейку сила P_c раскладывается на две составляющие

1. Тангенциальную силу Т, перпендикулярную радиусу кривошипа:

=-12,86*0,609=-7,83кН (66)

2. Силу Z, направленную по радиусу кривошипа

=-12,86*0,803=-10,32 (67)

где - угол отклонения оси шатуна от оси цилиндра при повороте коленчатого вала на угол .

Сила Т считается положительной, если она совпадает с направлением вращения коленчатого зала, и отрицательной, если она направлена в противоположную сторону.

Сила Z складывается с центробежной силой Рс, если они направлены в одну сторону, и вычитается, если она направлена к центру кривошипа.

Значения тригонометрических величин, входящих в формулу (66) и (67) для разных значений углов поворота коленчатого вала и отношений r/l_ш приведены в табл. 3 приложения.

3. Результирующая сила R подсчитывается по формуле;

= (68)

Полученные значения сил при различных углах поворота коленчатого вала заносятся в расчетную таблицу динамики КШМ, форма которой представлена на следующей стаанице (анализ сил динамики КШМ проводится через 30° ПКВ, начиная с 0° до 720° и плюс одна дополнительная точка - 375° ПКВ. При 360°ПКВ анализируются два значения Рх (точки "с" и "z" индикаторной диаграммы).

На основе данных расчетной таблицы динамики КШМ (таблица 3) строятся графики (см.рис.6 и 7)

Таблица 3.

Сводная таблица расчетов динамики КШМ

	Px, МПа	Pr, кН	кН	Pрез, кН		T, кН		Z, кН	Pc, кН	R, кН
0		-14,76	-16		0	0	1	-1,3	-1,9	3,2
30		-12,86	-13		0,615	-0,67	0,7997	-0,87	-1,9	2,9
60		-7,86	-8,4		0,9831	-0,55	0,2973	-0,167	-1,9	2,1
90		0	-1,2		1	0	-0,2728	0	-1,9	1,9
120		7,84	6,7		0,749	0,218	-0,7027	-0,2	-1,9	2,1
150		11,14	10,3		0,3851	0,145	-0,9324	-0,35	-1,9	2,3
180		12,14	11		0	0	-1	-0,38	-1,9	2,3
210	0,236	11,76	10,3	0,233	-0,3851	-0,09	-0,9324	-0,22	-1,9	2,1
240	0,392	10,012	6,7	0	-0,749	0	-0,7027	0	-1,9	1,9
270	0,615	4,574	-1,2	0,271	-1	-0,27	-0,2728	-0,07	-1,9	2
300	1,54	7,288	-8,4	2,5	-0,9831	-0,25	-0,2973	-0,7	-1,9	3,6
330	4,81	8,19	-13	13,9	-0,615	-8,5	0,7997	11,1	-1,9	12,5
360	9,4	95,92	-16	47,3	0	0	1	45,7	-1,9	43,8
375	10	96,2	-15	80,2	0,3228	152	0,8	444	-1,9	45,5
390	4,8	84,3	-13	46	0,615	28,1	0,779	36,6	-1,9	45
420	1,5	43,8	-8,4	13,9	0,9831	13,7	0,2973	41,7	-1,9	14
450	1	23,05	-1,2	6,8	1	6,8	-0,2728	-1,8	-1,9	7,7
480	0,4	19,46	6,7	4,5	0,749	3,4	-0,7027	-3,3	-1,9	6,2
510	0,952	19,84	10,3	3,6	0,3851	1,4	-0,9324	-3,4	-1,9	5,5
540	0,58	16,42	11	2,8	0	0	-1	-2,8	-1,9	4,7
570	0,212	11,46	10,3	1,8	-0,3851	-0,7	-0,9324	-1,7	-1,9	3,7
600	0,209	8,04	6,7	0,7	-0,749	-0,28	-0,7027	-0,5	-1,9	2,4
630	0,209	0	-1,2	-0,28	-1	00,8	-0,2728	0,074	-1,9	1,9
660	0,209	-7,76	-8,4	-,089	-0,9831	0,84	0,2973	0,3	-1,9	1,9
690	0,209	-12,76	-13	-1,13	-0,615	0,7	0,7997	-0,9	-1,9	2,9
720	0,209	-14,76	-16	-1,57	0	0	1	-1,2	-1,9	3

2.3 Анализ результатов расчета динамики КШМ и определение момента инерции маховика

При построении графика тангенциальных сил полежителъные значения силы Т откладываются вверх, а отрицательные значения вниз Затем определяется средняя ордината тангенциальной силы Т и проводится на графике (см.рис.7).

= (69)

Где: - суммарная площадь всех участков диаграммы, расположенных над осью абсцисс, мм²,

- суммарная площадь участков, расположенных под осью абсцисс, мм²

- длина диаграммы, мм.

Для многоцилиндровых двигателей строится суммарная диаграмма тангенциальных усилий, на которой воспроизводится в тонких линиях диаграмма усилий тангенциальных сил, развиваемых в каждом из цилиндров, затем они графически складываются, и полученная кривая суммарной силы обводится жирно.

На суммарной диаграмме 4-тактного двухцилиндрового двигателя наносится две диаграммы, сдвинутые одна относительно другой на 180 если порядок работы'цилиндров I-2-O-O, или на 540°, если порядок работы I-0-0-2. У четырехцилиндровых 4-тактных двигателей отдельные диаграммы должны быть последовательно сдвинуты по фазе одна относительно другой на 180°, у шестицилиндровых - на 120°.

У чётырехцилиндровых 4-тактных двигателей на одном участке (такте) суммарной диаграммы строятся четыре отдельных графика; на остальных участках строятся лишь их результирующие' (см.рис.З) находится из сложения соответствующих диаграмм цилиндров правого и левого рядов. Возможны два подхода к построению суммарной диаграммы для таких двигателей: первый (см.рис.9) основан на построении суммам ной силы правого и левого цилиндров, 4 «завязанных» на одну шейку, а затем полученная на одной шейке равнодействующая, складывается графически с такими же графиками сил Т_п+Л других шеек. При втором - после построения графика одного цилиндра строится суммарная диаграмма всех цилиндров одного ряда. График второго ряда цилиндров точно такой же, только смещен на 90° ПКВ. Суммарная диаграмма правого и левого рядов складывается графически и получается суммарная диаграмма сил Т двигателя.

По величине проверяется, правильность построения суммарной диаграммы тангенциальных сил и выполнение всего динамического расчета двигателя. Построение правильно, если

(70)

Где: - масштаб сил Т в В/мм, принятый по оси ординат;

r - радиус кривошипа, м.

- механический КПД двигателя (из теплового расчетa)

На диаграмме суммарной тангенциальной силы откладывается ордината и выявляется участок, на котором избыточная площадка имеет максимальное значение (см.рис.8)

Соответствующая ей избыточная работа равна

=98,3762Дж (71)

Где: - масштаб площадки, Нм/мм2

=*10=0,0157 (72)

₂ - масштаб диаграммы по оси абсцисс

(73)

По избыточной работе определяется момент инерции маховика, способный обеспечить требуемую степень неравномерности вращения коленчатого вала.

=0,8 (74)

У автотракторных двигателей чем больше число цилиндров тем меньше

ВЫВОД И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В этом курсовом проекте я научился рассчитывать основные показатели двигателя, тепловой расчет, а также динамический расчет.

Для этого мне понадобился весь материал, пройденный в данном семестре, также помогли лабораторные работы и практические работы. Как известно значения куда-то записываются или отображаются, у меня в курсовом проекте все аналогично. Все полученные значение изобразил в индикаторной диаграмме, для построение политропы я рассчитывал формулы с помощью которых у меня получились идеальные политропы. Они нужны для более точно построение индикаторной диаграмме в процессе сжатия и расширения, показывающий изменения давление от обьёма.

Для того чтобы заполнить сводную таблицу расчетов динамики нам понадобятся силы Px, их мы находим, поделив индикаторную диаграмму на соответствующие углы. Их мы находим графоаналитическим методом в диаграмме сил инерции. Складываем, получаем суммарную диаграмму. Далее нам необходимо найти Pрез, ее также легко найти графоаналитическим методом, для этого нам понадобятся силы Pr, которую мы найдем через формулу, для каждого угла и суммарную силу инерции, которую мы уже нашли. Строим эти диаграммы и складываем, получаемPрез.

Далее график сил Т, находим из формулы, надо помнить, что это мы находим для правого цилиндра, далее смещаем на 90 градусов, так как двигатель V-образный с развалом в 90 градусов, получаем для левого цилиндра, складываем их и получаем суммарный график сил Т. Заверщающим здесь будет график сил R, действующей на шатунную шейку. Значения для построения графика находим из формулы.

Следующим этапом будет построение полярной диаграммы силы Rш. Тут значения у нас все известны, главной особенностью построения является внимательность, так как расположение значении не стандартное, плюс у нас внизу, а минус вверху. Для построения графика сил Rш, действующей на шатунную шейку, нам понадобиться отложить силу Pc и от нее замерять расстояния для каждого угла и переносить эти величины.

Далее строим по полученным значениям диаграмму износа шатунной шейки.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1) «Тепловые расчеты режимов внешних скоростных характеристик автотракторных двигателей». - Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. Басс А.И.; Ектб: УГТУ. Кафедра АиТ, 2003г.

2) «Расчет автомобильных и тракторных двигателей». - учебное пособие для ВУЗов. Колчин А.И., Демидов В.П.; М: «Высшая школа», 2002г.

3) «Двигатели внутреннего сгорания». В 3 кн. Кн. 1. Теория рабочих процессов: - Учебник./ Луканин В.Н., Морозов К.А., Хачиян А.С. и др.; под ред. В.Н. Луканина.; М: «Высшая школа», 1995г.

4) «Двигатели внутреннего сгорания». В 3 кн. Кн. 2. Динаимка и конструирование: - Учебник./ Луканин В.Н., Морозов К.А., Хачиян А.С. и др.; под ред. В.Н. Луканина.; М: «Высшая школа», 1995г.

5) «Каталог грузовых автомобилей 2003». М: «За рулем», 2003г.

6) «Автомобильный справочник BOSCH». М: «За рулем», 2002г.

7) Материалы лекций по «Теории ДВС». Преподаватель Басс А.И.

8) Материалы лекций по «Динамике ДВС».Преподаватель Скоморохов А.И.

9) Материалы c официального сайта ОАО «КамАЗ»: (WWW.KAMAZ.COM).

Размещено на Allbest.ru