Расчет четырехцилиндрового дизельного двигателя рядной компоновки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Ярославский государственный технический университет

Кафедра «Двигатели внутреннего сгорания»

УДК 629.331

Курсовой проект защищен

с оценкой_______________

Руководитель

к.т.н., ассистент

____________А.А.Павлов

«____»______________2009

Расчет четырехцилиндрового дизельного двигателя рядной компоновки

ЯГТУ 190601.65-035 КП

Нормоконтролер Работу выполнил

к.т.н., профессор Студент гр. АТ-43

___________А.В.Жаров ________Ю.А.Щеголев

«____»_____________2009 «____»___________2009

2009



Дипломная работа

Дипломная работа написана на страницах;

В работе содержится таблиц;

рисунков

источника литературы.

Перечень ключевых слов, которые дают общее представление о содержании курсовой работы: газораспределительный механизм, фазы газораспределения, механизм привода клапанов, распределительный вал, коленчатый вал, система охлаждения, система питания, система смазки, тепловой расчет, динамический расчет, поршневой палец и т.д..

Предметом исследования является четырехцилиндровый дизельный двигатель рядной компоновки

Целью курсовой работы является расчет четырехцилиндрового дизельного двигателя рядной компоновки



Содержание

Введение

1. Обоснование компоновки двигателя

1.1 Назначение двигателя. Общая схема двигателя и привод механизма газораспределения

1.2 Порядок работы цилиндров. Схема расположения колен коленчатого вала. Равномерность чередования одноименных тактов

1.3 Материал основных деталей

1.4 Описание систем двигателя (охлаждения, смазки, питания)

2. Тепловой расчет двигателя

3. Динамический расчет двигателя

4. Расчет поршневого пальца

Заключение

Список использованной литературы

Приложение А Цилиндро-поршневая группа

Приложение Б Исходные данные и результат теплового расчета

Приложение В Исходные данные и результат динамического расчета

Перечень графического материала

Лист 1 Поперечный разрез двигателя

Лист 2 Результаты теплового и динамического анализов

Лист 3 Результаты теплового и динамического анализов



Введение

Автотракторные двигатели - сложные технические устройства. В результате длительного периода развития они в настоящее время обладают достаточно высокой степенью совершенства и приемлемыми мощностными и экономическими показателями, а также достаточно надежны в работе. Однако, необходимость повышения эффективности использования тракторов, автомобилей и других мобильных энергетических средств требует дальнейшего совершенствования, как самих машин, так и их силовых установок.

Особенности конструкций автомобильных и тракторных двигателей и тенденции их развития полностью определяются требованиями к автомобилям и тракторам в соответствии с потребностями народного хозяйства страны. Кроме того, машины должны быть конкурентоспособными на мировом рынке.

Тракторы, автомобили и самоходные сельскохозяйственные машины используются для выполнения различных операций в течении года. Эти различия определяют особые требования к типам силовых установок, их ресурсу, экономичности и экологической безопасности. Поэтому важное значение имеют вопросы правильной организации эксплуатации автотракторных двигателей, при которой будут достигнуты вышеуказанные требования.



1.Обоснование компоновки двигателя

1.1 Назначение двигателя. Общая схема двигателя и привод механизма газораспределения

Однорядные двигатели характеризуются простотой конструкции и сравнительно высокой технологичностью изготовления. Указанные преимущества, а также большой опыт построения и эксплуатации двигателей с вертикально расположенными цилиндрами обуславливают широкое применение подобных двигателей. Значительную часть двигателей, находящихся в эксплуатации, составляют однорядные двигатели с вертикально расположенными цилиндрами.

В результате теплового расчета получили значение эффективной мощности Ne=163,3 кВт. Следовательно, данный двигатель будет эксплуатироваться на грузовом автомобиле ЗИЛ «Бычок».

Газораспределительный механизм

Газораспределительный механизм (ГРМ) служит для своевременного открытия выпускных и впускных клапанов, обеспечивая газообмен в двигателе согласно рабочему циклу двигателя и порядку работы цилиндров. Под газообменом следует понимать смену рабочего тела в цилиндре двигателя внутреннего сгорания (ДВС), т.е. впуск свежего заряда и удаление отработавших газов. Газообмен осуществляется через системы выпуска и впуска и управляется клапанным механизмом.

Фазы газораспределения

Качество газообмена во многом определяется параметрами открытия клапанов - продолжительностью открытия и проходным сечением клапанной щели, задаваемыми профилем кулачка. Для увеличения наполнения двигателя и улучшения очистки от отработавших газов клапаны открываются в моменты, не совпадающие с мертвыми точками, как было принято при рассмотрении рабочего цикла, а с некоторым опережением в начале и запаздыванием в конце процесса выпуска и впуска.

Продолжительность открытия выпускных и впускных клапанов, выраженная в градусах поворота коленчатого вала относительно мертвых точек, называется фазами газораспределения.

Фазы газораспределения изображают в виде круговой диаграммы.

Механизм привода клапанов

Движение на клапаны передается от распределительного вала. Распределительный вал посредствам кулачков через передаточные звенья привода передает движение клапанам. Расположение кулачка на валу обусловлено числом клапанов на цилиндр и последовательностью их открытия в зависимости от порядка работы цилиндров, схемой привода, фазами газораспределения.

В данном двигателе клапан находится в конце длинной кинематической цепи, в которую входят клапан 3, коромысло 7, регулировочный болт 9, штанга 12, толкатель 13. В этом случае передача усилия через неравноплечие коромысла позволяет уменьшить высоту кулачка при заданном ходе клапана и снизить инерционные нагрузки в приводе клапана.

Механизм работает следующим образом: движение от коленчатого вала 16 через промежуточную шестерню 1 передается на шестерню 15 привода распределительного вала на вал. При повороте распределительного вала, кулачок, набегая выступом на толкатель, через штангу передает движение на коромысло, которое, поворачивается на оси 8, нажимает на торец клапана 3, опускает его, преодолевая усилия предварительно сжатых пружин. Максимальное открытие клапана соответствует моменту нахождения толкателя на вершине кулачка. При дальнейшем повороте распределенного вала толкатель сбегает с кулачка и под действием пружин клапан возвращается в первоначальное положение. Таким образом, клапан открывается под действием кулачка, а закрывается под действием пружин. Профиль кулачка обеспечивает необходимый закон открытия клапана, а пружины - безотрывное движение клапана.

Привод распределительного вала

В данном двигателе привод распределительного вала осуществляется через промежуточную шестерню 10 от коленчатого вала.

В процессе работы двигателя на распределительный вал действуют значительные осевые усилия от косозубых зубчатых колес на самом валу и его приводе. Для восприятия этих усилий используют стальной упорный фланец 5.

Для согласования, работы кривошипно-шатунного и газораспределительного механизма, привода топливного насоса зубчатые колеса при монтаже устанавливают по меткам.

За два оборота коленчатого вала четырехтактного двигателя должны произойти один выпуск и один впуск. Поэтому распределительный вал должен вращаться в два раза медленнее, чем коленчатый. Согласование частоты вращения распределительного и коленчатого валов определяется передаточным отношением привода, которое для четырехтактных двигателей равно 1:2.

8-шестерня коленчатого вала;9-шестерня привода насоса смазочной системы;10-шестерня промежуточная;11-шестерня привода топливного насоса;12-шестерня привода распределительного вала;13-шестерня привода насоса гидроусилителя.



1.2 Порядок работы цилиндров. Схема расположения колен коленчатого вала. Равномерность чередования одноименных тактов

Рисунок 5 - Схема расположения колен коленчатого вала.



Таблица 1 - Чередование одноименных тактов

1.3 Материал основных деталей

Блок-картер - серый чугун(СЧ44)

Гильза - специальный чугун

Головка цилиндров - серый чугун(СЧ15-32)

Коленчатый вал - чугун(ВЧ 40-10)

Поршень - сплав алюминия

Шатун - высококачественная сталь(40Х)

Поршневой палец - сталь(15ХН3А)

Поршневые кольца - серый чугун

Маховик - чугун

1.4 Описание систем двигателя

Система охлаждения

Система охлаждения жидкостная, закрытая, с расширительным бачком.

При работе дизеля жидкость нижнего бачка 3 радиатора нагнетается центробежным насосом 8 в полости Б, омывая наружные поверхности гильз цилиндров, а через каналы в верхних полостях блока поступает в полости головки блока цилиндров, охлаждая в первую очередь наиболее нагретые детали в зоне выпускных клапанов форсунок. Нагретая жидкость из полости головки блока цилиндров через трубопроводы и открытый клапан термостата 20 направляется в верхний бачок 14 радиатора. В радиаторе жидкость охлаждается потоком воздуха, прогоняемого через сердцевину радиатора 12 вентилятором 10, а затем вновь поступает в полость блока цилиндров. Перепад температур между бочками радиатора составляет 8-10 С, что позволяет поддерживать температуру жидкости оптимальной.

При прогреве холодного дизеля патрубок 2, соединяющий жидкостные полости дизеля с радиатором, перекрыт клапаном термостата 20, при этом перепускной шланг 9, идущий к насосу, открыт. Охлаждающая жидкость циркулирует, минуя радиатор, чем достигается более быстрый прогрев дизеля.

При нагреве жидкости до температуры 75-95 С открывается основной клапан термостата 20, закрывается перепускной клапан и жидкость проходит через радиатор.

Смазочная система

В смазочную систему двигателя входят поддон 1 картера, масляный насос 2, фильтр 6, радиатор 8, каналы и трубопроводы, манометр 11, маслосливная горловина16.Уровень масла контролируется масломерным щупом 4 при неработающем двигателе.

При работе двигателя масло из поддона картера засасывается шестеренным насосом через сетчатый фильтр маслоприемника 17 и падает под давлением к полнопоточному центробежному фильтру. Очищенное масло охлаждается в масляном радиаторе и наступает в главный масляный канал 13. Далее оно проходит по каналам в блоке к коренным подшипникам коленчатого вала и шейкам распределительного вала .

По наклонным каналам коленчатого вала масло попадает в полость 14 шатунных шеек, смазывает шатунные подшипники. Масло, поступающее в шатунные шейки, проходит центробежную очистку.

Из главной магистрали масло поступает к оси промежуточной шестерни 5.

По каналу в пятой шейке распределительного вала масло пульсирующим потоком попадает в вертикальный канал блока и по каналу в головке и наружной трубке - в пустотелую ось 12 коромысел. Через отверстия в оси коромысел масло поступает к втулкам коромысел и, стекая по шлангам, смазывает толкатели и кулачки распределительного вала.

Стенки цилиндров и поршней, поршневые пальцы, распределительные шестерни смазываются разбрызгиванием. Масло, вытекающее из подшипников коленчатого вала и стекающее с клапанного механизма, разбрызгивается быстровращающимся коленчатым валом на мелкие капли, образуя масляный туман. Капельки масла, оседая на поверхности цилиндров, поршней, кулачков распределительного вала, смазывают их и стекают в поддон картера, откуда масло вновь начинает свой путь.

Поршневой палец смазывается капельками масла, которые попадают в отверстие верхней головки шатуна.

К турбокомпрессору смазочный материал попадает отдельно, непрерывно, под давлением из главной масляной магистрали.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 7 - Принципиальная схема смазочной системы

1-масляный поддон;2-масляный насос;3,7,9-соответственно редукционный, температурный(радиаторный ) и сливной клапаны;4-масломерный щуп;5-промежуточная шестерня;6-масляный фильтр;8-масляный радиатор;10 и 15-распределительный и коленчатый валы;11-монометр;12-ось коромысел;13-главный масляный канал;14-полость шатунной шейки;16-маслозаливная горловина;17-маслоприемник;18-сливная пробка.



Система питания

Система питания дизеля предназначена для подачи в цилиндры двигателя воздуха и топлива. Очищенный в воздухоочистителе воздух насосным колесом компрессора подается в цилиндр. Подача топлива осуществляется под давлением в определенный момент угла поворота коленчатого вала и определенными, согласно нагрузке двигателя, порциями.

Топливо из бака 1 через сетчатый фильтр топливозаборника насосом низкого давления 10 прокачивается через фильтр грубой очистки 4 и подается под определенным давлением в фильтр тонкой очистки 5. Очищенное в фильтрах топливо поступает в топливный насос 12 высокого давления и через топливопроводы высокого давления 17 к форсунке 13.когда давление, развиваемое насосом, превышает давление пружины форсунки, мелкораспыленное топливо поступает в камеру сгорания дизеля.

В конце такта сжатия поданное через форсунку топливо перемешивается с воздухом, испаряется и сгорает.

Отработавшие газы, пройдя через турбинное колесо компрессора, выводятся в глушитель и удаляется в атмосферу.

Способ смесеобразования в данном дизеле обусловлен формой камеры сгорания, которая в сочетании с топливоподающей аппаратурой определяет условия смесеобразования и сгорания в дизеле. Камера сгорания представляет собой единый объем, ограниченный днищем поршня и поверхностями головки и стенок цилиндров. Для лучшего перемешивания топлива с воздухом форму неразделенной камеры сгорания приспосабливают к форме топливных факелов. Углубление, выполненное в днище поршня, способствует созданию вихревого движения воздуха.

Двигатель с непосредственным впрыскиванием обеспечивает наиболее экономичное протекание цикла и хорошие пусковые свойства. На таких двигателях устанавливаются, как правило, многоструйные форсунки с высоким давлением впрыскивания (18,5-20 МПа).



2. Тепловой расчет двигателя

Тепловой расчет позволяет с достаточной степенью точности аналитическим путем определить основные параметры проектируемого двигателя, а также проверить степень совершенства действительного цикла реально работающего двигателя.

Для проведения теплового расчета нужны следующие исходные данные:

1. Диаметр цилиндра D и ход поршня S.

2. Эффективная мощность Ne.

3. Частота вращения коленчатого вала.

4. Число и расположение цилиндров.

5. Степень сжатия .

6. Давление наддува .

7. Температура окружающего воздуха.

8. Сопротивление всасывающего коллектора .

9. Подогрев заряда на впуске .

10. Давление в выпускном коллекторе .

11. Температура отработавших газов .

12. Степень повышения давления .

13. Коэффициент избытка воздуха .

14. Средняя скорость поршня .

15. Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

а) Диаметр цилиндра и ход поршня

Размеры цилиндра - диаметр и ход поршня - являются основными конструктивными параметрами двигателя.

Величина диаметра цилиндра современных дизельных двигателей изменяется приблизительно в пределах 80…130 мм.

Ход поршня характеризуется относительной величиной S/D. В зависимости от нее различают двигатели короткоходные (S/D<1) и длинноходные (S/D>1). При переходе к короткоходным двигателям снижается высота двигателя, его масса, увеличивается индикаторный КПД и коэффициент наполнения, уменьшается скорость поршня и износ деталей двигателя. В то же время это приводит к более высокому давлению газов на поршень, ухудшению условий смесеобразования и увеличению габаритной длины двигателя. Современные дизельные двигатели имеют отношение хода поршня к диаметру цилиндра близкое к единице - S/D = 0,9…1,2.

Принимаем по заданию диаметр цилиндра D = 116 мм, ход поршня S = 126 мм.

б) Эффективная мощность

Задаем Nе = 165 кВт.

в) Частота вращения коленчатого вала

Важным показателем двигателя является частота вращения коленчатого вала, характеризующая тип двигателя и его динамические качества. Увеличение частоты вращения позволяет снизить основные размеры двигателя, его вес и габариты. В то же время с увеличением частоты вращения возрастают инерционные силы, ухудшается наполнение цилиндров, возрастает токсичность продуктов сгорания, повышается износ деталей и узлов двигателя, снижается срок его службы. Поэтому двигатели, предназначенные для грузовых автомобилей и тракторов, в целях снижения инерционных нагрузок и повышения моторесурса значительно дефорсируются по частоте вращения коленчатого вала. На современных дизельных двигателях частота вращения лежит в диапазоне 2000…4000 об/мин.

Принимаем частоту вращения коленчатого вала по заданию

.

г)Число и расположение цилиндров

По заданию число цилиндров . Расположение - рядное.

Рядные четырехцилиндровые двигатели получили широкое распространение в двигателестроении, так как наиболее просты в эксплуатации и более дешевы в производстве.

д) Степень сжатия

Величина степени сжатия также является одной из важнейших характеристик двигателя. Ее выбор в первую очередь зависит от способа смесеобразования и рода топлива. Кроме того величину степени сжатия выбирают с учетом наличия турбонаддува, быстроходности двигателя, типа системы охлаждения и других факторов.

В современных дизельных двигателях е = 11(14)…24. Минимальная степень сжатия должна обеспечивать в конце процесса сжатия получение минимальной температуры, необходимой для самовоспламенения впрыснутого топлива. Увеличение степени сжатия выше 24 нецелесообразно, так как приводит к высоким давлениям сгорания, падению механического КПД и утяжелению конструкции двигателя. Так же выбор степени сжатия дизелей зависит от формы камеры сгорания и типа смесеобразования. Для наддувных дизелей с неразделенной камерой сгорания е = 11…18.

Принимаем е = 17,5.

е) Давление наддува

С целью повышения мощности, улучшения экономических и экологических характеристик (из-за улучшения наполняемости цилиндров воздухом) на двигателях применяется наддув, чаще всего газотурбинный или комбинированный, в частности по импульсной схеме.

Для современных дизельных двигателей характерен высокий наддув с давлением 0,25…0,3 МПа, поэтому принимаем давление наддува

.

ж) Температура окружающего воздуха

Считаем, что температура окружающего воздуха Т = 293 К (200С).

з) Сопротивление всасывающего коллектора

Современные всасывающие коллекторы изготавливают таким образом, чтобы сопротивление их было минимальным - 0,005…0,006 МПа. Поэтому принимаем

.

и) Подогрев заряда на впуске

Атмосферный воздух, проходя через турбокомпрессор, в значительной степени нагревается. Причем, чем выше давление наддува, тем больше будет разогреваться воздух. Это крайне нежелательное явление, так как горячий воздух имеет низкую плотность и, следовательно, ухудшается наполнение цилиндров, а это снижает эффективность (и целесообразность) наддува. Для устранения этого недостатка на современных двигателях совместно с наддувом применяются устройства ОНВ - интеркулеры. Они позволяют охладить наддувочный воздух не только до первоначальной температуры, но и даже до более низких значений, благодаря чему наполняемость цилиндров даже улучшается. Поэтому применение интеркулеров положительно сказывается на мощностных, экономических и экологических показателях (для выполнения норматива EURO-4 наличие интеркулера обязательно).

Считаем, что на проектируемом двигателе будет установлено устройство ОНВ, и, поэтому подогрев наддувочного воздуха .

к) Давление в выпускном коллекторе

Давление газов в выпускном коллекторе в зависимости от давления наддува определяется по следующей формуле:

Принимаем

л) Температура отработавших газов

Значение температуры отработавших газов для дизельных двигателей в зависимости от степени сжатия, частоты вращения, коэффициента избытка воздуха обычно лежит в пределах 700…900 К.

Принимаем .

м) Степень повышения давления

Степень повышения давления показывает во сколько раз максимальное давление сгорания выше давления в конце такта сжатия. Для современных высокофорсированных дизелей . Это обусловлено соображениями экологии - при изначально высоких степени сжатия и давлении конце такта сжатия при более высоких значениях л в процессе сгорания будут достигаться очень высокие значения давления и температуры, при которых будут образовываться вредные окислы азота NOX. Причем даже применение каталитических нейтрализаторов не сможет в должной степени им противостоять.

Поэтому принимаем л = 1,3.

н) Коэффициент избытка воздуха

Показывает во сколько раз действительное количество воздуха поступившего в цилиндр больше теоретически необходимого для сгорания данного количества топлива. Уменьшение б до возможных пределов уменьшает размеры цилиндра и повышает литровую мощность, но одновременно возрастает тепловая напряженность двигателя, особенно деталей поршневой группы, увеличивается дымность выпускных газов. Современные наддувные дизели работают при коэффициентах избытка воздуха

б = 1,7..2,2. Однако слишком высокие значения б серьезно уменьшают литровую мощность двигателя. Поэтому принимаем б = 2,0.

о) Средняя скорость поршня

Средняя скорость поршня является критерием быстроходности двигателя. В зависимости от нее двигатели подразделяют на тихоходные и быстроходные . Практически все современные двигатели являются быстроходными. С увеличением скорости поршня возрастают механические потери, повышается тепловая напряженность деталей, сокращается срок службы двигателя. В современных автомобильных дизелях скорость поршня изменяется в пределах 6,5…12 м/с.

В зависимости от хода поршня и частоты вращения коленчатого вала средняя скорость поршня вычисляется по формуле:



,

.

Принимаем .

п) Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна

Величины инерционных усилий, действующих в двигателе, зависят от отношения радиуса кривошипа к длине шатуна. С увеличением отношения R/LШ (за счет уменьшения LШ) происходит увеличение инерционных и нормальных сил, появляется опасность задевания шатуна за нижнюю кромку гильзы цилиндра, но уменьшается высота двигателя и его масса. Поэтому в двигателях принимают R/LШ = 0,23…0,30.

Принимаем по прототипу (Д-245) R/LШ = 0,27, так как низкие R/LШ значения приведут к увеличению габаритов, что сделает двигатель неудобным для применения даже на грузовой технике.



3. Динамический расчет двигателя

Динамический расчет заключается в определении суммарных сил и моментов, возникающих от давления газов и сил инерции. По этим силам рассчитывают основные детали на прочность и износ, а также определяют неравномерность крутящего момента и степень неравномерности хода двигателя. Во время работы двигателя на его детали действуют силы давления газов в цилиндре, силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс, центробежные силы, давление на поршень со стороны картера и силы тяжести.

Все действующие в двигателе силы воспринимаются полезным сопротивлением на коленчатом валу, силами трения и опорами двигателя. В течение каждого рабочего цикла (720О для 4-тактного ДВС) силы, действующие в КШМ, непрерывно изменяются по величине и направлению.

Для проведения динамического расчета также необходим ряд параметров:

1. Радиус кривошипа S, м;

2. Диаметр цилиндра D, м;

3. Длина шатуна L, м;

4. Абсолютный дезаксиал E, м;

5. Частота вращения вала N, 1/мин;

6. Тактность двигателя;

7. Степень сжатия;

8. Давление сгорания, МПа;

9. Давление сжатия, МПа;

10. Показатель политропы расширения;

11. Показатель политропы сжатия;

12. Давление на линии выпуска, МПа;

13. Давление на линии впуска, МПа;

14. Потерянный ход 2-тактного ДВС;

15. Степень предварительного расширения;

16. Давление продувки 2-тактного ДВС;

17. Масса поступательно движущихся масс (ПДМ), кг;

18. Момент инерции кривошипно-шатунного механизма, кг/м2;

19. Масса шатуна, отнесенная к валу, кг;

20. Масса неуравновешенных вращающихся масс (НВМ), кг;

21. Число цилиндров двигателя;

22. Схема двигателя;

23. Установка шатунов;

24. Порядок работы цилиндров;

25. Углы вспышек;

26. Углы кривошипов.

Ряд параметров - радиус кривошипа, диаметр цилиндра, длина шатуна, частота вращения коленчатого вала, тактность, степень сжатия двигателя, давления сгорания и сжатия, показатели политроп расширения и сжатия, давления на линиях впуска и выпуска, степень предварительного расширения и схема двигателя - берутся либо из исходных данных на проект либо по результатам ранее проведенного теплового расчета.

Дополнительных параметров, которые задаются для двухтактных двигателей - потерянный ход и давление продувки - у четырехтактного быть не может. Их значения в данном расчете принимаются 0.

Остальные параметры требуется выбрать или рассчитать.

Абсолютный дезаксиал E

Кривошипно-шатунный механизм может быть центральным, когда оси коленчатого вала и цилиндров лежат в одной плоскости, и дезаксиальным (смещенным), когда оси коленчатого вала и цилиндров лежат в разных плоскостях.

В настоящее время в автомобильных и тракторных двигателях наибольшее распространение получил центральный кривошипно-шатунный механизм.

Поэтому принимаем значение абсолютного дезаксиала Е = 0.

Масса ПДМ, масса НВМ, масса шатуна, отнесенная к валу

По характеру движения массы деталей КШМ можно разделить не движущиеся возвратно-поступательно (поршневая группа и верхняя головка шатуна), совершающие вращательное движение (коленчатый вал и нижняя головка шатуна) и совершающие сложное плоскопараллельное движение.

Для упрощения динамического расчета действительный КШМ заменяется динамически эквивалентной системой сосредоточенных масс:

- Массу поршневой группы mп считают сосредоточенной на оси поршневого пальца.

- Массу шатунной группы mш заменяют двумя массами, одна из которых mшп сосредоточена на оси поршневого пальца, а другая mшв - на оси кривошипа.

Для большинства существующих конструкций автомобильных и тракторных двигателей mшп = (0,2…0,3) mп , а mшв = (0,7…0,8) mп . Поэтому при расчетах принимают:

- Массу кривошипа заменяют двумя массами, сосредоточенными на оси коренной шейки (которая является уравновешенной, так как расположена симметрично относительно оси вращения) и на оси кривошипа (которая является неуравновешенной, mнвм).

Таким образом система сосредоточенных масс, динамически эквивалентная КШМ, состоит их массы, совершающей возвратно-поступательное движение (mпдм=mп+mшп), и массы, совершающей вращательное движение.

Для определения значений mп, mш и mнвм используют удельные (конструктивные) массы - , где АП - площадь поршня.

Таблица2 - Удельные массы элементов КШМ

Элементы КШМ	Удельные массы в зависимости от диаметра цилиндра, кг/м3
	80 мм	120 мм
1. Поршень из алюминиевого сплава 2. Шатун 3. Неуравновешенные части одного колена вала без противовесов для стального кованого вала со сплошными шейками	150 250 200	300 400 400

Площадь поршня:

.

Определяем методом пропорции удельную массу поршневой группы:

;

Отсюда .

Масса поршневой группы:

.

Определяем удельную массу шатуна:

;

Отсюда .

Масса шатуна:



.

Тогда:

;

.

Масса ПДМ:

.

Определяем удельную массу НВМ:

;

двигатель поршень газораспределение цилиндр

Отсюда .

Масса НВМ:

.

Момент инерции кривошипно-шатунного механизма

Принимаем момент инерции КШМ JКШМ = 1 кг/м2.

Схема установки шатунов, порядок работы цилиндров, углы вспышек, углы кривошипов. Данные параметры определяются из компоновки двигателя, схемы коленчатого вала. Для рядного четырехцилиндрового двигателя установка шатунов - последовательная; порядок работы цилиндров 1 - 3 - 4 - 2. Будет наблюдаться равномерное чередование вспышек в последовательно работающих цилиндрах через 180О: 0-180-360-540-720. Углы кривошипов из плоской схемы коленчатого вала: 0-180-0-180

4. Расчет поршневого пальца

Во время работы двигателя поршневой палец подвергается воздействию переменных нагрузок, приводящих к возникновению напряжений изгиба, сдвига, смятия и овализации. В соответствии с указанными условиями работы к материалам, применяемым для изготовления пальцев, предъявляются требования высокой прочности и вязкости. Этим требованиям удовлетворяют цементированные малоуглеродистые и легированные стали.

Основные конструктивные размеры поршневых пальцев обычно принимаются по статистическим данным или по данным прототипов с последующей проверкой расчетом.

Расчет поршневого пальца включает определение удельных давлений пальца на втулку верхней головки шатуна и на бобышки, а также напряжений от изгиба, среза и овализации.

Максимальные напряжения в пальцах дизельных двигателей возникают при работе на номинальном режиме.

Ринунок 9 - Расчетная схема поршневого пальца

а-распределение нагрузки; б-эпюры напряжений.

Исходные данные для расчета:

Наружный диаметр пальца dп=36 мм (по прототипу)

Внутренний диаметр пальца dв=18 мм (по прототипу)

Длина пальца lп=104,4мм

Длина втулки шатуна lш=52,2мм

Расстояние между торцами бобышек b=58мм

Материал поршневого пальца сталь 15ХН3А

Модуль упругости материала E=2,2x105 МПа

Тип пальца плавающий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 10 - Схема поршня

Расчетная сила, действующая на поршневой палец:

Газовая

МН,

где Fп= ==0,01 ,

Инерционная

МН,

где , ,=2,9 кг.

Расчетная

МН.

Рассчитываем удельное давление пальца на втулку верхней головки шатуна:

МПа.

k - коэффициент, учитывающий уменьшение инерционной силы за счет вычета массы поршневого пальца;

k = (0,68…0,81) для дизелей.

Принимает: k =0,75.

Рассчитываем удельное давление пальца на бобышку:

МПа.

Напряжение от изгиба поршневого пальца:

МПа.



где - отношение внутреннего диаметра пальца к наружному.

Рассчитываем касательные напряжения от среза пальца в сечениях, расположенных между бобышками и головкой шатуна (см. рисунок 9):

МПа.

Для поршневых пальцев современных автомобильных двигателей:

[ф] = (60…250) МПа, [уиз] = (100…250) МПа.

Рассчитываем увеличение горизонтального диаметра пальца в его средней части (овализация пальца).

мм.

Значение не должно быть больше (0,02…0,05) мм.

Напряжение овализации на внешней поверхности пальца:

В горизонтальной плоскости(точки 1,)

В вертикальной плоскости(точки 3,)



В горизонтальной плоскости(точки 2,)

В вертикальной плоскости(точки 4,)

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

1,51

=475 МПа

-0,0219 МН

МПа.

Среднее напряжение и амплитуды цикла:

207,5 МПа

267,5 МПа

0,85

=2,50

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

1,96

=231 МПа

МПа

Среднее напряжение и амплитуды цикла:

102,1 МПа

128,9 МПа

0,83

=2,50

При сложном напряженном состоянии общий запас прочности детали при совместном действии на нее касательных и нормальных напряжений:

Примечание: В результате расчета получилось, что запас прочности поршневого пальца = значительно меньше допускаемого [] = 1,50 , что крайне не допустимо. В связи с этим следует поменять марку стали или изменить конструктивные размеры пальца, а именно: увеличить наружный диаметр, уменьшить внутренний диаметр и уменьшить длину пальца.



Заключение

В данном курсовом проекте было изучено устройство и принцип действия систем двигателя (смазки, питания, охлаждения). Выполнены тепловой и динамический расчеты двигателя на основании которых выполнялся графический материал. Так же приобретены навыки в расчете деталей двигателя(в данном случае поршневого пальца) и выполнен тягово-динамический расчет транспортного средства(подбор транспортного средства по полученной в расчетах мощности).



Список использованной литературы

1. Колчин А.И., Демидов., Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пособие вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1980.-400 с., ил.



Приложение

Приложение А

Рисунок - Цилиндро - поршневая группа

Приложение Б

ИCXOДHЫE ДAHHЫE TEПЛOBOГO PACЧETА

0 .300 -ДАВЛЕНИЕ НАДДУВА ИЛИ ATMOCФEPHOE ДABЛEHИE мПа

293 - TEMПEPАTУРA OKPУЖAЮЩEГO BOЗДУXA К

0.005 -COПPOTИBЛEHИE BCACЫBAЮЩEГO KOЛЛEKTOPA мПа

0.00 -ПOДOГPEB CMECИ К

0.285 -ДABЛEHИE B BЫXЛOПHOM KOЛЛEKTOPE мПа

800 -TEMПEPATУPA ГAЗOB B BЫXЛOПHOM KOЛЛEKTOPE К

1.3 -OTHOШEHИE PZ K PC. -

2.0 -KOЭФФИЦИEHT ИЗБЫTKA BOЗДУXA -

17.5 -CTEПEHЬ CЖATИЯ -

165.0 -ЭФФEKTИBHAЯ MOЩHOCTЬ ДBИГATEЛЯ кВт

4 -ЧИCЛO ЦИЛИHДPOB штук

2500 -ЧACTOTA BPAЩEHИЯ KOЛEHBAЛA об/мин

10.5 -CPEДHЯЯ CKOPOCTЬ ПOPШHЯ м/с

0.278 -отношение R/L -

Shchegolev Y.A. гр.АТ-43

Shchegolev Y.A. гр.АТ-43

CAПP ДBC 1979

ИCXOДHЫE ДAHHЫE PACЧETA

PO=.3000 TO=293. DPA=.0050 DT= .0 PR= .27 TR=800.

LY=1.30 AL=2.00 E=17.5 NE=162. I= 4. N=2500.

CM=10.5 LA= .28

PEЗУЛЬTATЫ TEПЛOBOГO PACЧETA

ПO УЧEБHOMУ ПOCOБИЮ B.A.BACИЛЬEBA

ЯПИ KAФEДPA ДBC, 1977

n0 n1 1.3700 1.3531

nz n2 1.2283 1.2054

PR=.270 TR=800. 9T V= .988 LO= .495 MCV=22.31

PA=.295 TA=439. GAMR= .020 AL= .989 MCP=33.56

PC=**** TC=1215. DM= .0327 RO= 1.36

PZ=18.56 TZ=2094. BO=1.03 DEL=12.89

PB= .80 TB=1163. B=1.032 N1=1.355

PV=16.42 TR= 810. BZ=1.024 N2=1.230 Tk= 432.

ПOKAЗATEЛИ ДИЗEЛЯ

P1=1.800 ЭTT= .500 S= 126. NE=163.3 VC= 80.74

PI=1.746 ЭTI= .500 D= 116. NП=38.62 VA= 1412.90

PM= .216 ЭTE= .438 FP=105.7 NЛ=30.40 VZ= 109.623

PE=1.530 ЭTM= .876 DL= 22.7 CM=10.50 VH= 1332.17

GI= .172 GE= .196 R= 6.30 SC= .764

ПOCTPOEHИE ИHДИKATOPHOЙ ДИAГPAMMЫ

E VXC PXC PXR

1.000 80.737 14.277 18.560

1.358 109.623 9.432 18.560

2.000 161.475 5.580 11.526

3.000 242.212 3.221 7.000

4.000 322.949 2.181 4.914

5.000 403.686 1.612 3.735

6.000 484.424 1.259 2.984

7.000 565.161 1.021 2.469

8.000 645.898 .852 2.095

9.000 726.636 .727 1.812

10.000 807.373 .630 1.592

11.000 888.110 .554 1.416

12.000 968.847 .492 1.272

13.000 1049.585 .441 1.153

14.000 1130.322 .399 1.053

15.000 1211.059 .364 .967

16.000 1291.797 .333 .893

17.000 1372.534 .307 .829

Расчет закончен



Приложение В

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ДИНАМИЧЕСКОМУ РАСЧЕТУ:

Shchegolev Y.A. AT.43.<----- Учетная информация

.0630<----- Радиус кривошипа S, м;

.1160<----- Диаметр цилиндра D, м;

.2270<----- Длина шатуна L, м;

.0000<----- Абсолютный дезаксиал Е, м;

2500.<----- Частота вращения вала N, 1/мин

4.<----- Тактность двигателя;

17.5<----- Стeпeнь cжaтия;

18.10<----- Дaвлeниe cгopaния, МПа;

14.27<----- Дaвлeниe cжaтия, МПа ;

1.2053<----- Пoкaзaтeль пoлитpoпы pacшиpeния;

1.3531<----- Пoкaзaтeль пoлитpoпы cЖaтия;

.800<----- Дaвлeниe нa линии выпуcкa, МПа;

.295<----- Дaвлeниe нa линии впуcкa, МПа ;

.000<----- Пoтepянный xoд 2-тaктнoгo ДВC ;

1.360<----- Стeпeнь пpeдвapитeльнoгo pacшиpения;

.000<----- Дaвлeниe пpoдувkи 2-тaктнoгo ДВC, МПа

3.960<----- Масса ПДМ, кг

1.000<----- Момент инерции КШМ, кг*м2

2.805-<----- Масса, шатуна, отнесенная к валу, кг

3.870[<----- Масса НВМ, кг

4.<----- Число цилиндров двигателя

1.<----- Схема двигателя: 1- рядный; 2- V-образный

1.<----- Установка шатунов: 1- последов.; 2- вильчат.

1- 3- 4- 2- 0- 0- 0- 0- 0- 0- 0- 0-<-- Порядок работы

0-180-360-540-720-000-000-000-000- 0- 0- 0-<-- Углы вспышeк

0-180-000-180-000-000-000-000- 0- 0- 0- 0-<-- Углы кривошипов

ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ДИНАМИЧЕСКОМУ РАСЧЕТУ:

Shchegolev Y.A. AT.43.<----- Учетная информация

.0630<----- Радиус кривошипа S, м;

.1160<----- Диаметр цилиндра D, м;

.2270<----- Длина шатуна L, м;

.0000<----- Абсолютный дезаксиал Е, м;

2500.<----- Частота вращения вала N, 1/мин

4.<----- Тактность двигателя;

17.5<----- Стeпeнь cжaтия;

18.10<----- Дaвлeниe cгopaния, МПа;

14.27<----- Дaвлeниe cжaтия, МПа ;

1.205<----- Пoкaзaтeль пoлитpoпы pacшиpeния;

1.353<----- Пoкaзaтeль пoлитpoпы cЖaтия;

.800<----- Дaвлeниe нa линии выпуcкa, МПа;

.295<----- Дaвлeниe нa линии впуcкa, МПа ;

.000<----- Пoтepянный xoд 2-тaктнoгo ДВC ;

1.360<----- Стeпeнь пpeдвapитeльнoгo pacшиpeния;

.000<----- Дaвлeниe пpoдувkи 2-тaктнoгo ДВC, МПа

3.960<----- Масса ПДМ, кг

1.000<----- Момент инерции КШМ, кг*м2

2.805<----- Масса, шатуна, отнесенная к валу, кг

3.870<----- Масса НВМ, кг

4.<----- Число цилиндров двигателя

1.<----- Схема двигателя: 1- рядный; 2- V-образный

1.<----- Установка шатунов: 1- последов.; 2- вильчат.

1- 3- 4- 2- 0- 0- 0- 0- 0- 0- 0- 0-<-- Порядок работы

0-180-360-540-720- 0- 0- 0- 0- 0- 0- 0-<-- Углы Bспышeк

0-180- 0-180- 0- 0- 0- 0- 0- 0- 0- 0-<-- Углы кривошипов

КИНЕМАТИКА ПОРШНЯ

-------+-----------+------------+------------+------------

Угол | S, | V, | W, |

град | мм | м/с | м/с2 |

-------+-----------+------------+------------+------------

0. | .00 | .0 | 5516.3 |

10. | 1.22 | 3.6 | 5378.5 |

20. | 4.82 | 7.1 | 4975.6 |

30. | 10.63 | 10.2 | 4338.6 |

40. | 18.35 | 12.9 | 3515.8 |

50. | 27.63 | 14.9 | 2567.4 |

60. | 38.06 | 16.3 | 1559.8 |

70. | 49.17 | 17.0 | 558.8 |

80. | 60.54 | 17.0 | -376.3 |

90. | 71.74 | 16.5 | -1198.4 |

100. | 82.42 | 15.5 | -1875.9 |

110. | 92.27 | 14.0 | -2394.8 |

120. | 101.06 | 12.3 | -2758.2 |

130. | 108.63 | 10.4 | -2983.6 |

140. | 114.87 | 8.3 | -3099.6 |

150. | 119.75 | 6.3 | -3140.3 |

160. | 123.22 | 4.2 | -3139.5 |

170. | 125.31 | 2.1 | -3126.2 |

180. | 126.00 | .0 | -3119.6 |

190. | 125.31 | -2.1 | -3126.2 |

200. | 123.22 | -4.2 | -3139.5 |

210. | 119.75 | -6.3 | -3140.3 |

220. | 114.87 | -8.3 | -3099.7 |

230. | 108.63 | -10.4 | -2983.6 |

240. | 101.06 | -12.3 | -2758.2 |

250. | 92.27 | -14.0 | -2394.9 |

260. | 82.42 | -15.5 | -1876.0 |

270. | 71.74 | -16.5 | -1198.4 |

280. | 60.54 | -17.0 | -376.4 |

290. | 49.17 | -17.0 | 558.7 |

300. | 38.06 | -16.3 | 1559.7 |

310. | 27.64 | -14.9 | 2567.3 |

320. | 18.35 | -12.9 | 3515.7 |

330. | 10.63 | -10.2 | 4338.6 |

340. | 4.82 | -7.1 | 4975.5 |

350. | 1.22 | -3.6 | 5378.4 |

360. | .00 | .0 | 5516.3 |

КИНЕМАТИКА ШАТУНА

-------+-----------+------------+------------+------------

Угол | Beta, | wB, | eB, |

град | град | 1/с | 1/с2 |

-------+-----------+------------+------------+------------

0. | .00 | 72.7 | .0 |

10. | 2.76 | 71.6 | -3059.3 |

20. | 5.45 | 68.6 | -6086.8 |

30. | 7.98 | 63.5 | -9038.1 |

40. | 10.28 | 56.6 | -11846.2 |

50. | 12.27 | 47.8 | -14415.4 |

60. | 13.91 | 37.4 | -16624.0 |

70. | 15.12 | 25.7 | -18336.4 |

80. | 15.86 | 13.1 | -19425.5 |

90. | 16.11 | .0 | -19799.6 |

100. | 15.86 | -13.1 | -19425.4 |

110. | 15.12 | -25.7 | -18336.4 |

120. | 13.91 | -37.4 | -16624.0 |

130. | 12.27 | -47.8 | -14415.4 |

140. | 10.28 | -56.6 | -11846.2 |

150. | 7.98 | -63.5 | -9038.2 |

160. | 5.45 | -68.6 | -6086.9 |

170. | 2.76 | -71.6 | -3059.4 |

180. | .00 | -72.7 | -.1 |

190. | -2.76 | -71.6 | 3059.2 |

200. | -5.45 | -68.6 | 6086.7 |

210. | -7.98 | -63.5 | 9038.0 |

220. | -10.28 | -56.6 | 11846.0 |

230. | -12.27 | -47.8 | 14415.3 |

240. | -13.91 | -37.4 | 16623.9 |

250. | -15.12 | -25.7 | 18336.3 |

260. | -15.86 | -13.1 | 19425.4 |

270. | -16.11 | .0 | 19799.6 |

280. | -15.86 | 13.1 | 19425.5 |

290. | -15.12 | 25.7 | 18336.5 |

300. | -13.91 | 37.4 | 16624.2 |

310. | -12.28 | 47.8 | 14415.7 |

320. | -10.28 | 56.6 | 11846.5 |

330. | -7.98 | 63.5 | 9038.5 |

340. | -5.45 | 68.6 | 6087.2 |

350. | -2.76 | 71.6 | 3059.7 |

360. | .00 | 72.7 | .4 |

СУММАРНАЯ ДВИЖУЩАЯ СИЛА

-------+-----------+------------+------------+-----------

Угол | Р газ, | Р инер, | Р сум, |

град | МПа | МПа | МПа |

-------+-----------+------------+------------+-----------

0. | .29 | -2.07 | -1.772 |

10. | .29 | -2.02 | -1.720 |

20. | .29 | -1.86 | -1.569 |

30. | .29 | -1.63 | -1.331 |

40. | .29 | -1.32 | -1.022 |

50. | .29 | -.96 | -.667 |

60. | .29 | -.58 | -.289 |

70. | .29 | -.21 | .086 |

80. | .29 | .14 | .436 |

90. | .29 | .45 | .744 |

100. | .29 | .70 | .998 |

110. | .29 | .90 | 1.192 |

120. | .29 | 1.03 | 1.328 |

130. | .29 | 1.12 | 1.413 |

140. | .29 | 1.16 | 1.456 |

150. | .29 | 1.18 | 1.472 |

160. | .29 | 1.18 | 1.471 |

170. | .29 | 1.17 | 1.466 |

180. | .30 | 1.17 | 1.465 |

190. | .30 | 1.17 | 1.470 |

200. | .31 | 1.18 | 1.482 |

210. | .32 | 1.18 | 1.493 |

220. | .33 | 1.16 | 1.495 |

230. | .36 | 1.12 | 1.476 |

240. | .39 | 1.03 | 1.426 |

250. | .44 | .90 | 1.337 |

260. | .51 | .70 | 1.209 |

270. | .60 | .45 | 1.050 |

280. | .74 | .14 | .879 |

290. | .94 | -.21 | .735 |

300. | 1.27 | -.58 | .684 |

310. | 1.80 | -.96 | .838 |

320. | 2.72 | -1.32 | 1.404 |

330. | 4.39 | -1.63 | 2.760 |

340. | 7.36 | -1.86 | 5.494 |

350. | 11.68 | -2.02 | 9.660 |

360. | 16.19 | -2.07 | 14.118 |

370. | 18.10 | -2.02 | 16.085 |

380. | 14.54 | -1.86 | 12.672 |

390. | 9.17 | -1.63 | 7.542 |

400. | 5.99 | -1.32 | 4.675 |

410. | 4.15 | -.96 | 3.185 |

420. | 3.04 | -.58 | 2.451 |

430. | 2.33 | -.21 | 2.125 |

440. | 1.87 | .14 | 2.015 |

450. | 1.56 | .45 | 2.009 |

460. | 1.34 | .70 | 2.043 |

470. | 1.18 | .90 | 2.080 |

480. | 1.07 | 1.03 | 2.101 |

490. | .98 | 1.12 | 2.103 |

500. | .92 | 1.16 | 2.086 |

510. | .88 | 1.18 | 2.059 |

520. | .85 | 1.18 | 2.030 |

530. | .84 | 1.17 | 2.009 |

540. | .82 | 1.17 | 1.985 |

550. | .80 | 1.17 | 1.971 |

560. | .80 | 1.18 | 1.976 |

570. | .80 | 1.18 | 1.977 |

580. | .80 | 1.16 | 1.961 |

590. | .80 | 1.12 | 1.918 |

600. | .80 | 1.03 | 1.834 |

610. | .80 | .90 | 1.697 |

620. | .80 | .70 | 1.503 |

630. | .80 | .45 | 1.249 |

640. | .80 | .14 | .941 |

650. | .80 | -.21 | .591 |

660. | .80 | -.58 | .216 |

670. | .80 | -.96 | -.162 |

680. | .80 | -1.32 | -.517 |

690. | .80 | -1.63 | -.826 |

700. | .80 | -1.86 | -1.064 |

710. | .80 | -2.02 | -1.215 |

720. | .29 | -2.07 | -1.772 |

СИЛЫ В ЕДИНИЧНОМ ЦИЛИНДРЕ

-------+-----------+------------+------------+-----------

Угол | N , | K , | T , | Z,

град | МПа | МПа | МПа | МПа

-------+-----------+------------+------------+-----------

0. | .00 | -1.77 | .000 | -1.772

10. | -.08 | -1.72 | -.380 | -1.680

20. | -.15 | -1.58 | -.677 | -1.424

30. | -.19 | -1.34 | -.827 | -1.059

40. | -.19 | -1.04 | -.799 | -.664

50. | -.15 | -.68 | -.604 | -.318

60. | -.07 | -.30 | -.287 | -.083

70. | .02 | .09 | .088 | .008

80. | .12 | .45 | .451 | -.046

90. | .21 | .77 | .744 | -.215

100. | .28 | 1.04 | .934 | -.453

110. | .32 | 1.24 | 1.010 | -.710

120. | .33 | 1.37 | .986 | -.949

130. | .31 | 1.45 | .885 | -1.144

140. | .26 | 1.48 | .734 | -1.285

150. | .21 | 1.49 | .557 | -1.378

160. | .14 | 1.48 | .371 | -1.431

170. | .07 | 1.47 | .185 | -1.456

180. | .00 | 1.46 | .000 | -1.465

190. | -.07 | 1.47 | -.185 | -1.460

200. | -.14 | 1.49 | -.374 | -1.441

210. | -.21 | 1.51 | -.565 | -1.398

220. | -.27 | 1.52 | -.753 | -1.320

230. | -.32 | 1.51 | -.924 | -1.195

240. | -.35 | 1.47 | -1.058 | -1.019

250. | -.36 | 1.39 | -1.133 | -.797

260. | -.34 | 1.26 | -1.131 | -.548

270. | -.30 | 1.09 | -1.050 | -.303

280. | -.25 | .91 | -.909 | -.093

290. | -.20 | .76 | -.759 | .065

300. | -.17 | .70 | -.677 | .195

310. | -.18 | .86 | -.759 | .399

320. | -.25 | 1.43 | -1.097 | .912

330. | -.39 | 2.79 | -1.715 | 2.197

340. | -.52 | 5.52 | -2.371 | 4.983

350. | -.47 | 9.67 | -2.137 | 9.432

360. | .00 | 14.12 | -.000 | 14.118

370. | .78 | 16.10 | 3.557 | 15.706

380. | 1.21 | 12.73 | 5.469 | 11.494

390. | 1.06 | 7.62 | 4.686 | 6.003

400. | .85 | 4.75 | 3.654 | 3.036

410. | .69 | 3.26 | 2.885 | 1.516

420. | .61 | 2.52 | 2.426 | .700

430. | .57 | 2.20 | 2.193 | .187

440. | .57 | 2.09 | 2.084 | -.214

450. | .58 | 2.09 | 2.009 | -.580

460. | .58 | 2.12 | 1.911 | -.926

470. | .56 | 2.15 | 1.762 | -1.239

480. | .52 | 2.16 | 1.560 | -1.501

490. | .46 | 2.15 | 1.317 | -1.702

500. | .38 | 2.12 | 1.051 | -1.841

510. | .29 | 2.08 | .780 | -1.927

520. | .19 | 2.04 | .513 | -1.974

530. | .10 | 2.01 | .253 | -1.995

540. | .00 | 1.99 | .000 | -1.985

550. | -.10 | 1.97 | -.249 | -1.958

560. | -.19 | 1.99 | -.499 | -1.922

570. | -.28 | 2.00 | -.748 | -1.850

580. | -.36 | 1.99 | -.988 | -1.731

590. | -.42 | 1.96 | -1.201 | -1.553

600. | -.45 | 1.89 | -1.361 | -1.310

610. | -.46 | 1.76 | -1.438 | -1.011

620. | -.43 | 1.56 | -1.406 | -.682

630. | -.36 | 1.30 | -1.249 | -.361

640. | -.27 | .98 | -.973 | -.100

650. | -.16 | .61 | -.610 | .052

660. | -.05 | .22 | -.213 | .062

670. | .04 | -.17 | .147 | -.077

680. | .09 | -.53 | .404 | -.336

690. | .12 | -.83 | .513 | -.657

700. | .10 | -1.07 | .459 | -.965

710. | .06 | -1.22 | .269 | -1.187

720. | .00 | -1.77 | .000 | -1.772

ЗНАЧЕНИЯ ТАНГЕНЦИАЛЬНЫХ СИЛ В ЦИЛИНДРАХ, МПа

-----+---------+---------+---------+---------+---------+---------

Угол | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |

-----+---------+---------+---------+---------+ ---------+---------

0. | .000 | .000 | .000 | -.000 | .000 | .000

10. | -.380 | -.185 | -.249 | 3.557 | .000 | .000

20. | -.677 | -.374 | -.499 | 5.469 | .000 | .000

30. | -.827 | -.565 | -.748 | 4.686 | .000 | .000

40. | -.799 | -.753 | -.988 | 3.654 | .000 | .000

50. | -.604 | -.924 | -1.201 | 2.885 | .000 | .000

60. | -.287 | -1.058 | -1.361 | 2.426 | .000 | .000

70. | .088 | -1.133 | -1.438 | 2.193 | .000 | .000

80. | .451 | -1.131 | -1.406 | 2.084 | .000 | .000

90. | .744 | -1.050 | -1.249 | 2.009 | .000 | .000

100. | .934 | -.909 | -.973 | 1.911 | .000 | .000

110. | 1.010 | -.759 | -.610 | 1.762 | .000 | .000

120. | .986 | -.677 | -.213 | 1.560 | .000 | .000

130. | .885 | -.759 | .147 | 1.317 | .000 | .000

140. | .734 | -1.097 | .404 | 1.051 | .000 | .000

150. | .557 | -1.715 | .513 | .780 | .000 | .000

160. | .371 | -2.371 | .459 | .513 | .000 | .000

170. | .185 | -2.137 | .269 | .253 | .000 | .000

180. | .000 | -.000 | .000 | .000 | .000 | .000

190. | -.185 | 3.557 | -.380 | -.249 | .000 | .000

200. | -.374 | 5.469 | -.677 | -.499 | .000 | .000

210. | -.565 | 4.686 | -.827 | -.748 | .000 | .000

220. | -.753 | 3.654 | -.799 | -.988 | .000 | .000

230. | -.924 | 2.885 | -.604 | -1.201 | .000 | .000

240. | -1.058 | 2.426 | -.287 | -1.361 | .000 | .000

250. | -1.133 | 2.193 | .088 | -1.438 | .000 | .000

260. | -1.131 | 2.084 | .451 | -1.406 | .000 | .000

270. | -1.050 | 2.009 | .744 | -1.249 | .000 | .000

280. | -.909 | 1.911 | .934 | -.973 | .000 | .000

290. | -.759 | 1.762 | 1.010 | -.610 | .000 | .000

300. | -.677 | 1.560 | .986 | -.213 | .000 | .000

310. | -.759 | 1.317 | .885 | .147 | .000 | .000

320. | -1.097 | 1.051 | .734 | .404 | .000 | .000

330. | -1.715 | .780 | .557 | .513 | .000 | .000

340. | -2.371 | .513 | .371 | .459 | .000 | .000

350. | -2.137 | .253 | .185 | .269 | .000 | .000

360. | -.000 | .000 | .000 | .000 | .000 | .000

370. | 3.557 | -.249 | -.185 | -.380 | .000 | .000

380. | 5.469 | -.499 | -.374 | -.677 | .000 | .000

390. | 4.686 | -.748 | -.565 | -.827 | .000 | .000

400. | 3.654 | -.988 | -.753 | -.799 | .000 | .000

410. | 2.885 | -1.201 | -.924 | -.604 | .000 | .000

420. | 2.426 | -1.361 | -1.058 | -.287 | .000 | .000

430. | 2.193 | -1.438 | -1.133 | .088 | .000 | .000

440. | 2.084 | -1.406 | -1.131 | .451 | .000 | .000

450. | 2.009 | -1.249 | -1.050 | .744 | .000 | .000

460. | 1.911 | -.973 | -.909 | .934 | .000 | .000

470. | 1.762 | -.610 | -.759 | 1.010 | .000 | .000

480. | 1.560 | -.213 | -.677 | .986 | .000 | .000

490. | 1.317 | .147 | -.759 | .885 | .000 | .000

500. | 1.051 | .404 | -1.097 | .734 | .000 | .000

510. | .780 | .513 | -1.715 | .557 | .000 | .000

520. | .513 | .459 | -2.371 | .371 | .000 | .000

530. | .253 | .269 | -2.137 | .185 | .000 | .000

540. | .000 | .000 | -.000 | .000 | .000 | .000

550. | -.249 | -.380 | 3.557 | -.185 | .000 | .000

560. | -.499 | -.677 | 5.469 | -.374 | .000 | .000

570. | -.748 | -.827 | 4.686 | -.565 | .000 | .000

580. | -.988 | -.799 | 3.654 | -.753 | .000 | .000

590. | -1.201 | -.604 | 2.885 | -.924 | .000 | .000

600. | -1.361 | -.287 | 2.426 | -1.058 | .000 | .000

610. | -1.438 | .088 | 2.193 | -1.133 | .000 | .000

620. | -1.406 | .451 | 2.084 | -1.131 | .000 | .000

630. | -1.249 | .744 | 2.009 | -1.050 | .000 | .000

640. | -.973 | .934 | 1.911 | -.909 | .000 | .000

650. | -.610 | 1.010 | 1.762 | -.759 | .000 | .000

660. | -.213 | .986 | 1.560 | -.677 | .000 | .000

670. | .147 | .885 | 1.317 | -.759 | .000 | .000

680. | .404 | .734 | 1.051 | -1.097 | .000 | .000

690. | .513 | .557 | .780 | -1.715 | .000 | .000

700. | .459 | .371 | .513 | -2.371 | .000 | .000

710. | .269 | .185 | .253 | -2.137 | .000 | .000

720. | .000 | .000 | .000 | -.000 | .000 | .000

ГАРМОНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СИЛЫ Т ЕДИНИЧНОГО ЦИЛИНДРА

-----+---------+----------- -----+---------+-----------

k | A(k) | B(k) k | A(k) | B(k)

-----+---------+----------- -----+---------+-----------

.5 | -.137 | .187 9.5 | .068 | .026

1.0 | -.297 | -.241 10.0 | .042 | .178

1.5 | .219 | -.199 10.5 | -.172 | -.021

2.0 | .260 | .853 11.0 | .121 | -.150

2.5 | -.574 | .050 11.5 | .018 | .026

3.0 | .045 | -.502 12.0 | .043 | .117

3.5 | .005 | -.042 12.5 | -.142 | -.018

4.0 | .114 | .003 13.0 | .117 | -.101

4.5 | -.272 | .001 13.5 | -.015 | .025

5.0 | .103 | -.436 14.0 | .047 | .074

5.5 | .123 | .011 14.5 | -.120 | -.015

6.0 | .057 | .169 15.0 | .112 | -.067

6.5 | -.202 | -.018 15.5 | -.038 | .023

7.0 | .119 | -.312 16.0 | .051 | .044

7.5 | .132 | .022 16.5 | -.104 | -.012

8.0 | .044 | .246 17.0 | .107 | -.044

8.5 | -.201 | -.021 17.5 | -.053 | .021

СУММАРНАЯ ТАНГЕНЦИАЛЬНАЯ СИЛА, МПа

-----+---------- -----+---------- -----+----------

Угол | Т cум Угол | Т cум Угол | Т cум

-----+---------- -----+---------- -----+----------

0.| -.000 240.| -.280 480.| 1.656

10.| 2.742 250.| -.290 490.| 1.589

20.| 3.919 260.| -.003 500.| 1.092

30.| 2.545 270.| .454 510.| .135

40.| 1.113 280.| .962 520.| -1.028

50.| .155 290.| 1.404 530.| -1.429

60.| -.280 300.| 1.656 540.| -.000

70.| -.290 310.| 1.589 550.| 2.742

80.| -.003 320.| 1.092 560.| 3.919

90.| .454 330.| .135 570.| 2.545

100.| .962 340.| -1.028 580.| 1.113

110.| 1.404 350.| -1.429 590.| .155

120.| 1.656 360.| -.000 600.| -.280

130.| 1.589 370.| 2.742 610.| -.290

140.| 1.092 380.| 3.919 620.| -.003

150.| .135 390.| 2.545 630.| .454

160.| -1.028 400.| 1.113 640.| .962

170.| -1.429 410.| .155 650.| 1.404

180.| -.000 420.| -.280 660.| 1.656

190.| 2.742 430.| -.290 670.| 1.589

200.| 3.919 440.| -.003 680.| 1.092

210.| 2.545 450.| .454 690.| .135

220.| 1.113 460.| .962 700.| -1.028

230.| .155 470.| 1.404 710.| -1.429

240.| -.280 480.| 1.656 720.| -.000

Средняя тангенциальная сила Тср, МПа ........... .276

Средний крутящий момент двигателя Mcp , Н*м .... 184.

Степень неравномерности M kp ................... 1.6176

Степень неравномерноcти хода двигателя ......... .034745

ВЕКТОРНЫЕ ДИАГРАММЫ НАГРУЗОК НА 1-Ю ШАТУННУЮ ШЕЙКУ И ПОДШИПНИК

-----+---------+---------+---------+----------

Угол| Тш, МПа | Zш, МПа | Тп, МПа | Zп, МПа

-----+---------+---------+---------+----------

0. | .000 | -2.918 | .000 | -2.918

10. | -.380 | -2.826 | .253 | -2.840

20. | -.677 | -2.570 | .492 | -2.611

30. | -.827 | -2.205 | .705 | -2.247

40. | -.799 | -1.810 | .881 | -1.771

50. | -.604 | -1.464 | 1.014 | -1.216

60. | -.287 | -1.229 | 1.101 | -.616

70. | .088 | -1.139 | 1.142 | -.009

80. | .451 | -1.192 | 1.140 | .570

90. | .744 | -1.361 | 1.101 | 1.093

100. | .934 | -1.599 | 1.031 | 1.537

110. | 1.010 | -1.857 | .937 | 1.894

120. | .986 | -2.095 | .826 | 2.163

130. | .885 | -2.290 | .701 | 2.353

140. | .734 | -2.431 | .568 | 2.475

150. | .557 | -2.524 | .430 | 2.548

160. | .371 | -2.577 | .288 | 2.587

170. | .185 | -2.602 | .144 | 2.605

180. | .000 | -2.611 | .000 | 2.611

190. | -.185 | -2.606 | -.144 | 2.609

200. | -.374 | -2.587 | -.288 | 2.598

210. | -.565 | -2.544 | -.430 | 2.570

220. | -.753 | -2.466 | -.568 | 2.515