Зовнішні швидкісні характеристики

2.2.3 Зовнішні швидкісні характеристики.

Зовнішня швидкісна характеристика представляє собою залежність змінювання потужних параметрів від частоти обертів колінчастого валу. Параметри для побудування графіків розраховані за допомогою ЕОМ, для побудування використовуємо дані таблиці 2.4. На графіках крапки перегину відповідають значенням: крутного моменту М_е при n = 2600 хв^-1, ефективній потужності N_е = 37,17 кВт при n = 5600 хв^-1, питомій ефективній витраті палива g_е = 243,4221 г/(кВт∙г) при n = 3100 хв^-1.

2.2.4 Кінематика кривошипно-шатунного механізму

Розрахунок кінематики кривошипно-шатунного механізму зводиться до визначення шляху, швидкості та прискорення поршня. При цьому приймається, що колінчастий вал обертається з постійною кутовою швидкістю ω (у дійсності за рахунок постійно змінюючихся газових навантажень на поршень та деформації колінчастого валу ω ≠ const). Це припущення дозволяє розглядати усі кінематичні величини у вигляді функціональної залежності від кута повороту колінчастого валу φ, який при ω = const пропорційний часу.

Параметри кінематичного аналізу розраховані за допомогою ЕОМ (дивись додаток Г.), для побудування графіків використовуємо дані таблиці 2.5

Для побудування графіків використовуємо данні з таблиці 2.5

Переміщення поршня:

Хід поршня (переміщення) здійснюється в залежності від кута повороту кривошипу та відхилення шатуна. При повороті кривошипа від 0 до 90º поршень проходить проміжок S = 0,0359 м, що більше, ніж при повороті кривошипу від 90º до 180º на ΔS = 0,02755 м.

Швидкість поршня:

При переміщенні поршня швидкість його руху є величиною переміною та при сталої частоті обертання колінчастого валу залежить тільки від змінювання кута повороту кривошипа та відношення λ = R/L_ш.

Максимальна швидкість поршня буде рівною V_max =19,1787 м/с, при φ = 80º. В цьому випадку кут між шатуном та кривошипом буде рівним 90º.

У мертвих точках швидкість поршня дорівнює 0.

Прискорення поршня:

Величина прискорення j_maxпоршня залежить від відношення радіуса кривошипа до довжини шатуна. Максимальне значення j_max= 13807,8 м/с² при φ = 0, тобто у мертвій точці.

2.2.5 Динаміка кривошипно-шатунного механізму

Динамічний розрахунок кривошипно – шатунного механізму заключається у визначенні сумарних сил та моментів, виникаючих від тиску газів та сил інерції. По цим силам розраховують основні деталі на міцність та знос, а також визначають нерівномірність крутячого моменту та ступінь нерівномірності ходу двигуна. Під час роботи двигуна на деталі кривошипно – шатунного механізму діють сили тиску газів в циліндру, сили інерції зворотно-поступових мас, центробіжні сили та тиск на поршень зі сторони картера.

Параметри динамічного аналізу розраховані за допомогою ЕОМ (дивись додаток Д.). Для побудування графіків використовуємо дані таблиці 2.7

Сили та тиски, діючі на деталі КШМ:

ΔP_а – надлишковий тиск під поршнем, МПа;

P_j – удільна сила інерції, МПа;

К_г – центробіжна сила інерції обертаючихся мас, кн.;

К_гш та К_гк  - центробіжні сили інерції обертаючихся мас шатуна та кривошипа, кН;

Р – удільна сила, зосереджена на осі поршневого пальця, МПа;

P_s – удільна сила, діюча вздовж тіла шатуна, МПа;

P_п – удільна нормальна сила, МПа;

P_т та Т – удільна та тангенціальна (повна) сили, МПа та кН;

P_к – удільна сила, діюча по радіусу кривошипа, МПа;

Величини сил Р, P_s, P_п, P_т, P_к дорівнюються нулю, коли кут між шатуном та кривошипом дорівнює 90º. Максимальні значення сил Р, P_s, P_к достигають під час запалювання робочої суміші при φ = 360º. При цьому збільшується тиск на поршень, що призводить до інтенсивного зносу корінних підшипників.

2.3 Аналіз потужних ефективних параметрів проектованого двигуна та порівняння з ефективними показниками базового двигуна

Параметри, які характеризують конструктивні особливості двигуна

Кількість та розташування циліндрів впливає на розміри циліндрів, урівноваженість двигуна, рівномірність ходу, теплову напругу теплової групи, знос двигуна, вартість виробництва, вартість експлуатації.

В проектуємому двигуні і=4; D= 67,5; S= 63,5 що дозволило створити камеру згорання більш кращої форми, підвищити ступінь стиснення ε = 9,5 , а також  й економічність двигуна.

При малому діаметрі поршня зменшена вага шатунно-поршневої групи,

сили інерції зворотно-поступових мас зі збільшенням числа циліндрів зменшується, що дозволяє знизити знос двигуна та збільшити обороти колінчастого валу, при цьому збільшується потужність двигуна та зменшується його питома вага.

Відношення ходу поршня до діаметру циліндра.

Параметр, впливаючий на конструкцію двигуна, в базовому двигуні, що дозволяє віднести двигун до швидкохідних.

Використання короткохідної конструкції дозволило:

-    трохи збільшити довжину двигуна та довжину колінчастого валу;

-    зменшити тепловіддачу стінки циліндрів;

-    зменшити середню швидкість поршня та впливаючий від неї знос та збільшити пробіг двигуна до капітального ремонту;

-    збільшити термін служби шатунно-поршневої групи, циліндра, колінчастого валу.

Відношення радіусу кривошипу до довжини

В базовому двигуні:

(5)

де R – радіус кривошипу, мм;

 L – довжина шатуна, мм;

Відношення радіусу кривошипу до довжини впливає на тертя та знос двигуна.

Параметри потужності двигуна:

Літрова потужність характеризує ступінь використання робочого об’єму, та визначається за формулою:

(6)

де N_e – ефективна потужність, кВт;

V_h – робочий об’єм одного циліндра, л.;

і – кількість циліндрів

Для базового двигуна:

 кВт/л

Для проектованого двигуна:

 кВт/л

Поршнева потужність:

Поршнева потужність визначає питоме навантаження на поршень і характеризує теплове та динамічне навантаження та розраховується за формулою:

 ( 7)

де N_e – ефективна потужність, кВт;

 F_n – площа поршня, м²;

і – кількість циліндрів;

Для базового двигуна:

 кВт/дм²

Для проектованого двигуна:

 кВт/дм²

Питома потужність визначається за формулою:

 (8 )

де N_e – ефективна потужність, кВт;

 G_a – вага автомобіля, кг.;

Для базового двигуна:

 кВт/кг

Для проектованого двигуна:

 кВт/кг

Літрова вага розраховується за формулою:

(9)

де G_двс – вага двигуна, кг.;

V_h – робочий об’єм одного циліндра, л.;

і – кількість циліндрів;

Для базового двигуна:

 кг/л

Для проектованого двигуна:

 кг/л

Літрова вага оцінює вдосконаленість конструкції двигуна та якість їдучих на нього виготовлення матеріалів.

Питома вага визначається за формулою:

(10)

де G_двс – вага двигуна, кг.;

N_e – ефективна потужність, кВт;

Для базового двигуна:

кг/кВт

Для проектованого двигуна:

 кг/кВт

Питома вага оцінює легкість конструкції та ступінь форсування двигуна.

Таблиця 2.7 – Ефективні параметри базового та проектованого двигуна

2.4 Розрахунок основних конструкційних розмірів елементів деталей (поршня, поршневих кілець, поршневого пальця, шатуна, колінчастого валу, клапана).

Основні розміри елементів деталей визначаємо із конструктивних відношень. Результати обчислень заносимо в таблицю 2.8 – 2.12

Таблиця 2.8 – Основні розміри елементів поршня

Розрахунок основних конструкторських розмірів поршневого пальця приведені в таблиці 2.9

Таблиця 2.9 – Основні розміри поршневого пальця

Розрахунок основних конструктивних розмірів поршневих кілець приведені в таблиці 2.10

Таблиця 2.10 - Основні розміри поршневих кілець

Розрахунок основних конструкторських розмірів елементів шатуна приведені в таблиці 2.11

Таблиця 2.11 – Основні розміри елементів шатуна

Розрахунок основних конструкторських розмірів елементів клапана приведені в таблиці 2.12

Таблиця 2.12 – Основні розміри клапана

Похожие работы

Техніко-економічне обґрунтування модернізації щокової дробарки

Скачать

93000

3

0

... і випадків зміна кінематичної схеми викликало ускладнення як самої схеми, так і конструкції машини. Отримуваний невеликий техніко-економічний ефект не оправдовував ускладнення конструкції і подорожання ремонту. Не оправдавши себе конструкції дробарок, не дивлячись на значне поширення (наприклад, дробарки типу «Додж» і дробарки з кулачковим механізмом), постійно витіснялись більш раціональними ...

Особливості експертизи легкових автомобілів

Скачать

178392

7

1

... з урахуванням їх експлуатаційного зношення (С'д) і матеріалів, визначається за формулою: ..................(10) де С'д= Сд х (1- Итс/100). (11) Отже, вищерозглянуті методи проведення експертиз легкових автомобілів використовуються для судового висновку, їх товарознавчої оцінки в науково-дослідних інститутах судових експертиз Міністерства юстиції Укра ...

Товарознавча експертиза та митне оформлення автомобілів ВАТ "УАЗ"

Скачать

113458

21

1

... ідження вартість автомобіля УАЗ‑469 на момент дослідження, державний реєстраційний номер ВК7076АЕ, 1990 року випуску становить 9097,72 грн. 3. Митне оформлення автомобілів марки «УАЗ» при імпортних операціях Ще до 1994 р. митним законодавством не було передбачено сплати ніяких платежів за переміщення через митний кордон транспортних засобів. Достатнім було пред'явити іноземний ...

Організація виробництва в підприємствах агропромислового комплексу

Скачать

626537

17

17

... коштів є важливим чинником у зниженні собівартості продукції чи виконаної роботи. Раціональне використання оборотних коштів залежить від правильного їхнього формування і ефективної організації виробництва. Зосередження н підприємствах зайвих оборотних коштів приводить до їхнього заморожування. Це завдає шкоди економіці господарства. Щоб уникнути такого положення, оборотні кошти нормуються, що є ...