Главная Коллекция "Otherreferats" Транспорт Динамический расчет двигателя Д-21

Динамический расчет двигателя Д-21

Определение параметров поршневой группы, общего перемещения поршня, его скорости и ускорения; силы инерции поршневой группы; сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме, крутящего момента двигателя. Построение графиков по полученным расчетным данным.

Рубрика Транспорт
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 16.05.2010
Размер файла 649,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

I. ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ

1.1 Параметры поршневой группы

Отношение радиуса кривошипа r к длине шатуна l

r=0.0168м

м

Масса поршневой группы тj, кг

мм2

где Fn -- площадь поршня, м2

m,n - удельная масса поршня, пальца и колец, отнесенная к единице площади поршня, кг/м2

m,ш - удельная масса шатуна, отнесенная к единице площади поршня, кг/м2

1.2 Перемещение поршня

Перемещение поршня первого порядка X1, мм

X1=r(1-cosц)

Перемещение поршня второго порядка X2, мм:

Общее перемещение поршня X, мм

X=X1 + X2

Расчеты выполняю от 0 до 360 градусов через 10 градусов поворота коленчатого вала. Результаты расчета представлены в виде таблицы 1.

Таблица 1. Перемещение поршня

Угол поворота

коленчатого вала

ц,град.пкв.

Перемещение поршня,мм

первого

порядка X1

второго

порядка X2

общее

перемещение, X

0

0

0

0

10

0,255229749

0,05074866

0,305978409

20

1,013163971

0,196873601

1,210037572

30

2,250773217

0,42075

2,671523217

40

3,930453357

0,695375059

4,625828415

50

6,001168159

0,987624942

6,9887931

60

8,400000002

1,26225

9,662250002

70

11,05406159

1,486126399

12,54018799

80

13,88271062

1,63225134

15,51496196

90

16,8

1,683

18,483

100

19,71728939

1,63225134

21,34954073

110

22,54593841

1,486126399

24,03206481

120

25,2

1,26225

26,46225

130

27,59883185

0,987624941

28,58645679

140

29,66954665

0,695375058

30,36492171

150

31,34922679

0,42075

31,76997679

160

32,58683603

0,196873601

32,78370963

170

33,34477025

0,050748659

33,39551891

180

33,6

0

33,6

190

33,34477025

0,05074866

33,39551891

200

32,58683603

0,196873602

32,78370963

210

31,34922678

0,420750001

31,76997678

220

29,66954664

0,695375059

30,3649217

230

27,59883184

0,987624942

28,58645678

240

25,19999999

1,262250001

26,46224999

250

22,5459384

1,4861264

24,0320648

260

19,71728938

1,632251341

21,34954072

270

16,79999999

1,683

18,48299999

280

13,8827106

1,63225134

15,51496194

290

11,05406158

1,486126398

12,54018798

300

8,39999999

1,262249999

9,662249989

310

6,001168148

0,98762494

6,988793089

320

3,930453348

0,695375057

4,625828405

330

2,25077321

0,420749999

2,671523209

340

1,013163966

0,1968736

1,210037567

350

0,255229747

0,050748659

0,305978406

360

0

0

0

По данным табл. 1 строим график « Рис. 2. Перемещение поршня, где: X;, Х2- перемещение поршня первого и второго порядков; X-- общее перемещение поршня».

1.3 Скорость поршня

Скорость поршня первого порядка V1, м/с

V1=rщsinц

где - угловая скорость кривошипа, с-1

n- частота вращения коленчатого вала, мин-1

Скорость поршня второго порядка V2, м/с

Скорость поршня V, м/с

Результаты расчета представляю в виде таблицы 2.

Определить среднюю скорость поршня Vcp, м/с

где S - ход поршня, м

п - частота вращения коленчатого вала, мин-1.

Таблица 2 Скорость поршня

Угол поворота

коленчатого вала

ц,град.пкв.

Скорость поршня, м/с

первого

порядка V1

второго

порядка V2

общая

скорость V

0

0,00000000

0,00000000

0,00000000

10

0,54961732

0,09742813

1,52389864

20

1,08253480

0,18310499

2,91358472

30

1,58256000

0,24669669

4,04952689

40

2,03449992

0,28053312

4,83983116

50

2,42462259

0,28053312

5,22995383

60

2,74107433

0,24669669

5,20804122

70

2,97423991

0,18310499

4,80528983

80

3,11703472

0,09742813

4,09131603

90

3,16512000

0,00000000

3,16512000

100

3,11703472

-0,09742813

2,14275340

110

2,97423991

-0,18310499

1,14318998

120

2,74107433

-0,24669669

0,27410743

130

2,42462259

-0,28053312

-0,38070866

140

2,03449992

-0,28053312

-0,77083132

150

1,58256000

-0,24669669

-0,88440689

160

1,08253479

-0,18310499

-0,74851513

170

0,54961732

-0,09742813

-0,42466400

180

0,00000000

0,00000000

0,00000000

190

-0,54961732

0,09742813

0,42466400

200

-1,08253480

0,18310499

0,74851513

210

-1,58256000

0,24669669

0,88440689

220

-2,03449992

0,28053312

0,77083132

230

-2,42462259

0,28053312

0,38070865

240

-2,74107433

0,24669669

-0,27410744

250

-2,97423991

0,18310499

-1,14318998

260

-3,11703472

0,09742813

-2,14275340

270

-3,16512000

0,00000000

-3,16512000

280

-3,11703471

-0,09742813

-4,09131603

290

-2,97423991

-0,18310499

-4,80528984

300

-2,74107432

-0,24669669

-5,20804122

310

-2,42462259

-0,28053312

-5,22995383

320

-2,03449992

-0,28053312

-4,83983116

330

-1,58256000

-0,24669669

-4,04952689

340

-1,08253479

-0,18310499

-2,91358472

350

-0,54961732

-0,09742813

-1,52389863

360

0,00000000

0,00000000

0,00000000

По данным табл. 2 построить график «Рис. 3. Скорость поршня, где: V1, V2 - скорость поршня первого и второго порядков; V-- общая скорость поршня».

1.4 Ускорение поршня

Ускорение поршня первого порядка J1, м/с2

J1 = rщ2cos ц

Ускорение поршня второго порядка J2, м/с2

J2 = rщ2л cos 2ц

Ускорение поршня J, м/с

J = rщ2 (cos ц + л cos 2ц).

Результаты расчета представлены в таблице 3

Таблица 3. Ускорение поршня

Угол поворота

коленчатого вала

ц,град.пкв.

Ускорение поршня, м/с2

первого

порядка J1

второго

порядка J2

общее ускорение J

0

1073,35549440

1073,35549440

1669,66410240

10

587,24934034

1008,62423755

1595,87357789

20

560,34679864

822,23801191

1382,58481055

30

516,41840300

536,67774707

1053,09615008

40

456,79889551

186,38622540

643,18512091

50

383,29978472

-186,38622583

196,91355889

60

298,15430393

-536,67774745

-238,52344352

70

203,94955549

-822,23801220

-618,28845671

80

103,54790300

-1008,62423770

-905,07633470

90

-0,00000012

-1073,35549440

-1073,35549452

100

-103,54790324

-1008,62423740

-1112,17214064

110

-203,94955571

-822,23801163

-1026,18756735

120

-298,15430414

-536,67774669

-834,83205083

130

-383,29978491

-186,38622497

-569,68600987

140

-456,79889566

186,38622627

-270,41266940

150

-516,41840313

536,67774784

20,25934471

160

-560,34679872

822,23801248

261,89121376

170

-587,24934039

1008,62423785

421,37489747

180

-596,30860800

1073,35549440

477,04688640

190

-587,24934030

1008,62423725

421,37489695

200

-560,34679856

822,23801135

261,89121279

210

-516,41840288

536,67774631

20,25934343

220

-456,79889535

186,38622453

-270,41267082

230

-383,29978453

-186,38622670

-569,68601123

240

-298,15430372

-536,67774822

-834,83205193

250

-203,94955526

-822,23801276

-1026,18756802

260

-103,54790276

-1008,62423800

-1112,17214076

270

0,00000037

-1073,35549440

-1073,35549403

280

103,54790348

-1008,62423710

-905,07633362

290

203,94955594

-822,23801106

-618,28845512

300

298,15430435

-536,67774593

-238,52344158

310

383,29978509

-186,38622410

196,91356100

320

456,79889582

186,38622713

643,18512296

330

516,41840325

536,67774860

1053,09615185

340

560,34679881

822,23801305

1382,58481185

350

587,24934043

1008,62423815

1595,87357858

360

596,30860800

1073,35549440

1669,66410240

1.5 Силы инерции поршневой группы (сипы инерции от возвратно-поступательно движущихся масс)

Силы инерции первого порядка поршневой группы Pj1, H

Pj1=-mjrщ2cosц

Силы инерции второго порядка поршневой группы Pj2, H

Pj2=-mjrщ2лcos2ц

Силы инерции поршневой группы Pj, H

Pj=-mjJ=-mjrщ2(cosц+лcos2ц)

Результаты расчета представить в виде таблицы 4

Таблица 4. Силы инерции поршневой группы

Угол поворота

коленчатого вала

ц,град.пкв.

Силы инерции, Н

первого

порядка Pj1

второго

порядка Pj2

общее силы

инерции Pj

0

-1806,21877363

-3251,19379254

-5057,41256617

10

-1778,77825190

-3055,12281554

-4833,90106744

20

-1697,29045308

-2490,55893809

-4187,84939116

30

-1564,23134270

-1625,59689588

-3189,82823858

40

-1383,64385449

-564,56387673

-1948,20773122

50

-1161,01504792

564,56387805

-596,45116987

60

-903,10938660

1625,59689704

722,48751044

70

-617,76320356

2490,55893894

1872,79573538

80

-313,64659818

3055,12281600

2741,47621781

90

0,00000037

3251,19379254

3251,19379291

100

313,64659891

3055,12281509

3368,76941400

110

617,76320426

2490,55893723

3108,32214149

120

903,10938724

1625,59689473

2528,70628197

130

1161,01504848

564,56387542

1725,57892390

140

1383,64385497

-564,56387936

819,07997561

150

1564,23134307

-1625,59689819

-61,36555513

160

1697,29045333

-2490,55893980

-793,26848647

170

1778,77825203

-3055,12281645

-1276,34456442

180

1806,21877363

-3251,19379254

-1444,97501891

190

1778,77825177

-3055,12281463

-1276,34456286

200

1697,29045283

-2490,55893637

-793,26848355

210

1564,23134233

-1625,59689357

-61,36555125

220

1383,64385402

-564,56387411

819,07997991

230

1161,01504735

564,56388067

1725,57892802

240

903,10938596

1625,59689935

2528,70628531

250

617,76320287

2490,55894066

3108,32214353

260

313,64659746

3055,12281691

3368,76941437

270

-0,00000111

3251,19379254

3251,19379143

280

-313,64659964

3055,12281417

2741,47621453

290

-617,76320496

2490,55893551

1872,79573056

300

-903,10938789

1625,59689242

722,48750453

310

-1161,01504905

564,56387279

-596,45117626

320

-1383,64385544

-564,56388199

-1948,20773743

330

-1564,23134344

-1625,59690050

-3189,82824394

340

-1697,29045359

-2490,55894151

-4187,84939510

350

-1778,77825216

-3055,12281737

-4833,90106953

360

-1806,21877363

-3251,19379254

-5057,41256617

По данным таблицы 4 строим график «Силы инерции поршневой группы, где:

Pj1, Рj2 - силы инерции первого и второго порядков поршневой группы Pj- общая сила инерции поршневой группы».

1.6 Суммарная сила, действующая на поршень (расчеты выполнять от 0 до 720 через 30 град, пкв.)

Индикаторную диаграмму в координатах рг - Vц (давление газов - объем цилиндра) перестроили в координаты Рг -ц (сила давления газов - угол поворота коленчатого вала).

Из центра O1 проводим полуокружность, разбиваем полуокружность через 30° (рис. 1), проводим прямые линии.

Определить максимальное перемещение поршня второго порядка Х2, мм

Откладываем расстояние X2 в масштабе 2r = а.

Из центра О проводим линии, параллельные линиям, проведенным из центра О1.Точки пересечения этих линий с полуокружностью указывают положение поршня при повороте коленчатого вала на любой угол от 0 до 720 градусов.

Определить силу давления газов Рг, Н

Pг=F(pг-pо)

где F=0,00785м -площадь поршня, м 2

рг -- давление газов на поршень, Па

ро -- давление газов в картере двигателя, принимаемое равным атмосферному давлению, Па.

Определяем с учетом знака суммарную силу Р, действующую на поршень, Н

P=Pг+Pj

Результаты расчетов представлены в таблице 5

Таблица 5. Силы, действующие на поршень

Угол поворота ц, град, пкв

Сила, Н

давления газов, Рг

Инерции поршневой группы Рj

суммарная сила Р

0

52.81

-13300.953

-13248.143

30

-52.81

-10453.982

-10506.792

60

-52.81

-3740.893

-3793.703

90

-52.81

2909.583

2856.773

120

-52.81

6650.476

6597.666

150

-52.81

7544.398

7491.588

180

-52.81

7481.786

7428.976

210

-26.405

7544.398

7517.993

240

0

6650.476

6650.476

270

52,81

2909.583

2962.393

300

1056,203

-3740.893

-2684.690

330

3432,661

-10453.982

-7021.321

360

12674,441

-13300.953

-626.512

390

19011,662

-10453.982

8557.680

420

6337,221

-3740.893

2596.328

450

2640,509

2909.583

5550.092

480

1848,356

6650.476

8498.832

510

792,153

7544.398

8336.551

540

52,81

7481.786

7534.596

570

52,81

7544.398

7597.208

600

52,81

6650.476

6703.286

630

52,81

2909.583

2962.393

660

52,81

-3740.893

-3688.083

690

52,81

-10453.982

-10401.172

720

52,81

-13300.953

-13248.143

По данным таблицы 5 строим график «Силы, действующие на поршень, где:

Рг сила давления газов; Pj -- сила инерции поршневой группы; Р -- суммарная сила».

1.7 Силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме

Определить боковую силу N. прижимающую поршень к цилиндру, Н

N=P tgв

где в-- угол между осью шатуна и осью цилиндра

Определить силу S, действующую вдоль оси шатуна, Н

где - выбирается из приложения

Определить тангенциальную силу Т, Н

Результаты расчета представлены в виде таблицы 6.

Таблица 6. Силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме

Угол поворота

коленчатого вала

ц, град. пкв

Сила, Н

боковая

N

вдоль

шатуна S

тангенциальная T

Расчетный крутящий момент

Мк.расч Н?м

0

0

-15024,09

0

0

30

-1675,81

-12089,781

-7445,39

-264,311

60

-1074,941

-4464,473

-4291,096

-152,334

90

933,406

3362,201

3229,78

114,657

120

1856,429

7710,168

5554,315

197,178

150

1190,249

8586,798

3213,673

114,085

180

0

8430,78

0

0

210

-1195,53

8624,895

-3227,931

-114,592

240

-1891,781

7856,994

-5660,087

-200,933

270

-1057,191

3808,082

-3658,1

-129,863

300

757,94

-3147,896

3025,648

107,411

330

1089,62

-7860,83

4841,026

171,856

360

0

7579

0

0

390

656,74

4737,91

2917,802

103,582

420

514,848

2138,28

2055,24

72,961

450

1856,536

6687,384

6424

228,052

480

2373,36

9857,1

7100,94

252,083

510

1312,22

9466,73

3542,994

125,776

540

0

8615

0

0

570

-1216,04

8772,86

-3283,308

-116,557

600

-1901,912

7899,07

-5690,398

-202,009

630

-986,646

3553,974

-3414

-121,197

660

1028,952

-4273,47

4107,51

145,817

690

1649,9

-11902,85

7330,27

260,225

720

0

-15023

0

0

По данным таблицы 7 строим график «Силы, действующие в КШМ, где: N -- боковая сила; S -- сила, действующая вдоль оси шатуна; Т -- тангенциальная сила.

1.8 Крутящий момент двигателя

Определить расчетный крутящий момент Мк.расч, развиваемый в каждом отдельном цилиндре двигателя, Н?м

Мк.расч = Т r

где Т -- тангенциальная сила, Н

r -- радиус кривошипа, м.

Результаты расчета заносим в последнюю колонку таблицы 7.

Строим график «Изменение расчетного крутящего момента в одном цилиндре и для всего двигателя».

Определяем расчетный крутящий момент для всего двигателя и строим кривую Мк на том же рисунке.

Определяем средний расчетный крутящий момент для всего двигателя Мк. ср, Н?м

где F1 и F2 -- положительная и отрицательная площади графика, построенного на рисунке, мм2;

l -- длина графика, мм.

F1 =1485 мм2 - площадь положительного участка графика

F2=915 мм2 - площадь отрицательного участка графика

L=103 мм - длина графика

-масштаб графика

Определить действительный крутящий момент двигателя Мк, Н?м

Мк=Мк.срзт

где зт -- механический КПД.

Мк=52,207*0,85=44,376

Сравнение значения крутящего момента, определенные при тепловом и динамическом расчетах:

при тепловом расчете М1к =111,149Н?м

при динамическом расчете М2к =44,376Н?м

ошибка 60,075%.


Подобные документы

  • Тепловой расчет двигателя автомобиля

    Основные параметры автомобильного двигателя. Определение давления в конце процессов впуска, сжатия, расширения и выпуска. Построение индикаторной диаграммы карбюраторного двигателя. Расчет массы поршневой группы, силы давления газов и крутящих моментов.

    курсовая работа [147,8 K], добавлен 20.01.2016

  • Динамический расчёт двигателя

    Динамический расчёт двигателя. Кинематика кривошипно-шатунного механизма. Расчёт деталей поршневой группы. Система охлаждения двигателя. Расчет радиатора, жидкостного насоса, вентилятора. Система смазки двигателя, его эксплуатационная надёжность.

    курсовая работа [445,6 K], добавлен 27.02.2013

  • Тепловой и динамический расчет автомобильного двигателя

    Определение параметров конца впуска, сжатия, сгорания и расширения: температуры и давления газов в цилиндре, эффективных показателей двигателя и размеров его цилиндров. Методика динамического расчёта автомобильного двигателя. Расчет поршневой группы.

    курсовая работа [180,8 K], добавлен 11.12.2013

  • Расчет систем и механизмов ДВС

    Тепловой расчёт автомобильного двигателя. Определения пути, скорости и ускорения поршня. Динамический и кинематический расчет кривошипно-шатунного механизма. Методика расчетного определения момента инерции маховика и крутильных колебаний коленчатого вала.

    курсовая работа [3,5 M], добавлен 26.02.2014

  • Динамический расчет двигателя Москвич 412

    Расчет цикла автомобильного двигателя. Построение кривой удельных сил инерции методом Толе. Определение значений результирующей удельной силы, приложенной к центру поршневого пальца. Кинематический расчет скорости поршня. Построение диаграмм давления.

    курсовая работа [470,9 K], добавлен 21.02.2016

  • Тепловой и динамический расчет автомобильного двигателя

    Тепловой расчет двигателя. Выбор топлива, определение его теплоты сгорания. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя. Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма двигателя. Расчет сил давления газов и расчет сил инерции.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 01.03.2010

  • Тепловой расчет судового двигателя внутреннего сгорания

    Техническая характеристика судового двигателя внутреннего сгорания и его конструктивные особенности. Выбор начальных параметров для теплового расчёта. Построение индикаторной диаграммы. Определение моментов, действующих в кривошипно-шатунном механизме.

    курсовая работа [673,9 K], добавлен 16.12.2014

  • Динамический расчёт кривошипно-шатунного механизма двигателя

    Расчет индикаторных тепловых характеристик и динамических показателей рабочего цикла двигателя. Определение размеров поршня: диаметр, ход и радиус кривошипа. Построение графиков составляющих и суммарных набегающих тангенциальных сил и крутящих моментов.

    курсовая работа [367,1 K], добавлен 03.06.2014

  • Тепловой и динамический расчет двигателя

    Тепловой расчет и определение основных размеров двигателя. Основные размеры цилиндра и показатели поршневого двигателя. Построение и развертка индикаторной диаграммы в координатах. Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя.

    курсовая работа [961,0 K], добавлен 12.10.2015

  • Динамический расчет бензинового двигателя

    Кинематика и динамика кривошипно-шатунного механизма. Расчет деталей поршневой группы. Система охлаждения бензинового двигателя - расчет радиатора, жидкостного насоса, вентилятора. Расчет агрегатов системы смазки - масляного насоса и масляного радиатора.

    курсовая работа [461,5 K], добавлен 04.03.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены