Zapiska двс. Тепловой и динамический расчет двигателя

• Название: Тепловой и динамический расчет двигателя
• Дата: 08.03.2023
• Размер: 6.97 Mb.
• Имя файла: Zapiska двс.doc
• Тип: Курсовая; #975335
• страница: 3 из 5

Порядок выполнения расчета для поршневого двигателя

Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма выполняется с целью определения суммарных сил и моментов, возникающих от давления газов и от сил инерции. Результаты динамического расчета используются при расчете деталей двигателя на прочность и износ.

В течение каждого рабочего цикла силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме, непрерывно изменяются по величине и направлению. Поэтому для характера изменения сил по углу поворота коленчатого вала их величины определяют для ряда различных положений вала через каждые 30 град ПКВ. В отдельных случаях через 10 град ПКВ.

Последовательность выполнения расчета следующая:

1. 
   Строим индикаторную диаграмму в координатах .
   
2. 
   Перестраиваем индикаторную диаграмму, выполненную по результатам теплового расчета, в координаты .
   
3. 
   Определяем силу давления газов на днище поршня для положений коленчатого вала, отстоящих друг от друга на 30° ПКВ в пределах (0…720)° ПКВ.
   

За начало отсчета принимаем такое положение кривошипа, когда поршень находится в начале такта впуска.

Сила давления газов на днище поршня определяется по формуле

,

где .

Результаты расчета заносятся в табл. 1.

Таблица 1− Результаты расчета

ϕ, град	pг, Мпа	Рг, Н	cosϕ+λcos2ϕ	Знак силы	Рj, H	Знак силы	PΣ, H	Знак силы
1	2	3	4	5	6	7	8	9
0	0,115	60	1,25	+	-9323,48	-	-9263,48	-
30	0,0515	-194	0,991	-	-7391,66	-	-7585,66	-
60	0,055	-180	0,375	-	-2797,05	-	-2977,05	-
90	0,0595	-162	-0,25	-	1864,697	+	1702,697	+
120	0,06325	-147	-0,625	-	4661,742	+	4514,742	+
150	0,06575	-137	-0,741	-	5526,961	+	5389,961	+
180	0,082	-72	-0,75	-	5594,091	+	5522,091	+
210	0,12925	117	-0,741	+	5526,961	+	5643,961	+
240	0,2215	486	-0,625	+	4661,742	+	5147,742	+
270	0,333	932	-0,25	+	1864,697	+	2796,697	+
300	0,582	1928	0,375	+	-2797,05	-	-869,045	-
330	1,21575	4463	0,991	+	-7391,66	-	-2928,66	-

Продолжение таблицы 1

360	2,28	8720	1,25	+	-9323,48	-	-603,484	-
390	4,30725	16829	0,991	+	-7391,66	-	9437,342	+
420	2,19625	8385	0,375	+	-2797,05	-	5587,955	+
450	1,312	4848	-0,25	+	1864,697	+	6712,697	+
480	0,942	3368	-0,625	+	4661,742	+	8029,742	+
510	0,55525	1821	-0,741	+	5526,961	+	7347,961	+
540	0,221	484	-0,75	+	5594,091	+	6078,091	+
570	0,168	272	-0,741	+	5526,961	+	5798,961	+
600	0,15375	215	-0,625	+	4661,742	+	4876,742	+
630	0,1425	170	-0,25	+	1864,697	+	2034,697	+
660	0,1295	118	0,375	+	-2797,05	-	-2679,05	-
690	0,119	76	0,991	+	-7391,66	-	-7315,66	-
720	0,115	60	1,25	+	-9323,48	-	-9263,48	-

4. 
   Определяем силу инерции от возвратно-поступательно движущихся масс:
   

Масса поступательно движущихся частей КШМ определяется из выражения:

,

где - доля массы шатуна, отнесенная к возвратно-поступательно движущимся массам.

. Принимаем .

Приближенные значения и определяем с помощью таблицы : , , ,

. Тогда принимаем m
,

.

Угловая скорость

.

При известной величине хода поршня S радиус кривошипа

.

5. 
   Находим суммарную силу, действующую в кривошипно-шатунном механизме. Определение этой силы ведем путем алгебраического сложения сил давления газов и сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс
   

Результаты определения , а также и заносятся в табл.1.

6. 
   Определяем нормальную силу К, направленную по радиусу кривошипа (см. рисунок 1)
   

Рисунок 1 − Силы в КШМ

7. Определяем тангенциальную силу Т, направленную по касательной к окружности радиуса кривошипа (см. рисунок 1)



Результаты определения К и Т заносим в табл. 2.

Таблица 2− Результаты К и Т

φ, град	cos(ϕ+β)/cosβ	K, H	Знак силы	sin(ϕ+β)/cosβ	T, H	Знак силы
0	1	-9263,48	-	0	0	+
30	0,803	-6091,28	-	0,609	-4619,67	-
60	0,307	-913,953	-	0,977	-2908,57	-
90	-0,258	-439,296	-	1	1702,697	+
120	-0,692	-3124,2	-	0,755	3408,63	+
150	-0,929	-5007,27	-	0,391	2107,475	+
180	-1	-5522,09	-	0	0	+
210	-0,929	-5243,24	-	-0,391	-2206,79	-
240	-0,692	-3562,24	-	-0,755	-3886,55	-
270	-0,258	-721,548	-	-1	-2796,7	-
300	0,307	-266,797	-	-0,977	849,0572	+
330	0,803	-2351,71	-	-0,609	1783,553	+
360	1	-603,484	-	0	0	+
390	0,803	7578,185	+	0,609	5747,341	+
420	0,307	1715,502	+	0,977	5459,432	+
450	-0,258	-1731,88	-	1	6712,697	+
480	-0,692	-5556,58	-	0,755	6062,455	+
510	-0,929	-6826,26	-	0,391	2873,053	+
540	-1	-6078,09	-	0	0	+

Продолжение таблицы 2

570	-0,929	-5387,24	-	-0,391	-2267,39	-
600	-0,692	-3374,71	-	-0,755	-3681,94	-
630	-0,258	-524,952	-	-1	-2034,7	-
660	0,307	-822,467	-	-0,977	2617,427	+
690	0,803	-5874,47	-	-0,609	4455,236	+
720	1	-9263,48	-	0	0	+

3.1 Построение индикаторной диаграммы
Индикаторная диаграмма строится в координатах . Построение индикаторной диаграммы двигателя внутреннего сгорания производится на основании теплового расчета.

В начале построения на оси абсцисс откладывают отрезок , соответствующий рабочему объему цилиндра, а по величине равный ходу поршня в масштабе , который в зависимости от величины хода поршня проектируемого двигателя может быть принят 1:1, 1.5:1 или 2:1.

Принимаем 1:1.

Отрезок , соответствующий объему камеры сгорания, определяется из соотношения