Автомобиль. Рабочие процессы и экологическая безопасность двигателя

Автомобиль. Рабочие процессы и экологическая безопасность двигателя

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

СЕВЕРО - ЗАПАДНЫЙ ЗАОЧНЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

КАФЕДРА АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ : РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ И

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

ВЫПОЛНИЛ СТУДЕНТ III КУРСА ФАКУЛЬТЕТА ЭМ и АП

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 2401 ШИФР ____________

=

. . =

РУКОВОДИТЕЛЬ РАБОТЫ : = А. Д. ИЗОТОВ =

г. ЗАПОЛЯРНЫЙ

1998 г.

1. ВведенИЕ Стр.3

2. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ВЫБОР АНАЛОГА ДВИГАТЕЛЯ

Стр.4.

3. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ.

Стр.5

1 ПРОЦЕСС ВПУСКА Стр.6

2 ПРОЦЕСС СЖАТИЯ Стр.6

3 ПРОЦЕСС СГОРАНИЯ Стр.6

4 ПРОЦЕСС РАСШИРЕНИЯ Стр.7

5 ИНДИКАТОРНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РАБОЧЕГО ЦИКЛА ДВИГАТЕЛЯ. Стр.7

6 ЭФФЕКТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДВИГАТЕЛЯ . Стр.8

7 ПОСТРОЕНИЕ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ. Стр.9

4. ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ. Стр.10

1 КИНЕМАТИКА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА. Стр.10

2 ПОСТРОЕНИЕ РАЗВЕРНУТОЙ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ. Стр. 12

3 РАСЧЕТ РАДИАЛЬНОЙ (N) , НОРМАЛЬНОЙ (Z) И ТАНГЕНЦИАЛЬНОЙ СИЛ ДЛЯ ОДНОГО

ЦИЛИНДРА. Стр.13

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНЫХ НАБЕГАЮЩИХ ТАНГЕНЦИАЛЬНЫХ СИЛ И

СУММАРНОГО НАБЕГАЮЩЕГО КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА. Стр.17

5. ВЫВОДЫ. Стр.18

5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. Стр.19

1. ВВЕДЕНИЕ .

На наземном транспорте наибольшее распространение получили двигатели

внутреннего сгорания. Эти двигатели отличаются компактностью, высокой

экономичностью, долговечностью и применяются во всех отраслях народного

хозяйства.

В настоящее время особое внимание уделяется уменьшению токсичности

выбрасываемых в атмосферу вредных веществ и снижению уровня шума работы

двигателей .

Специфика технологии производства двигателей и повышение требований к

качеству двигателей при возрастающем объеме их производства , обусловили

необходимость создания специализированных моторных заводов . Успешное

применение двигателей внутреннего сгорания , разработка опытных конструкций

и повышение мощностных и экономических показателей стали возможны в

значительной мере благодаря исследованиям и разработке теории рабочих

процессов в двигателях внутреннего сгорания .

Выполнение задач по производству и эксплуатации транспортных

двигателей требует от специалистов глубоких знаний рабочего процесса

двигателей , знания их конструкций и расчета двигателей внутреннего

сгорания .

Рассмотрение отдельных процессов в двигателях и их расчет позволяют

определить предполагаемые показатели цикла , мощность и экономичность , а

также давление газов , действующих в надпоршневом пространстве цилиндра , в

зависимости от угла поворота коленчатого вала . По данным расчета можно

установить основные размеры двигателя (диметр цилиндра и ход поршня ) и

проверить на прочность его основные детали .

2. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ .

По заданным параметрам двигателя произвести тепловой расчет , по

результатам расчета построить индикаторную диаграмму , определить основные

параметры поршня и кривошипа . Разобрать динамику кривошипно-шатунного

механизма определить радиальные , тангенциальные , нормальные и суммарные

набегающие силы действующие на кривошипно-шатунный механизм . Построить

график средних крутящих моментов .

Прототипом двигателя по заданным параметрам может служить двигатель ЗИЛ-

164 .

ТАБЛИЦА 1. Параметры двигателя .

|Номиналь|Число |Расположе|Тип |Частота |Степень |Коэффицие|

|ная |цилиндров|ние |двигателя|вращения |сжатия . |нт |

|мощность| |цилиндров|. |К.В. | |избытка |

|КВт. | |. | | | |воздух |

|90 |6 |Рядное . |Карбюрато|5400 |8,.2 |0,95 |

| | | |р. | | | |

3. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ .

При проведении теплового расчета необходимо правильно выбрать исходные

данные и опытные коэффициенты , входящие в некоторые формулы . При этом

нужно учитывать скоростной режим и другие показатели , характеризующие

условия работы двигателя .

ТОПЛИВО :

Степень сжатия ( = 8,2 . Допустимо использование бензина АИ-93 (

октановое число = 81(90 ) . Элементарный состав жидкого топлива принято

выражать в единицах массы . Например в одном килограмме содержится С =

0,855 , Н = 0,145 , где От - кислород ; С- углерод ; Н - водород . Для 1кг.

жидкого топлива , состоящего из долей углерода , водорода , и кислорода ,

при отсутствии серы можно записать : С+Н+От = 1 кг .

ПAРАМЕТРЫ РАБОЧЕГО ТЕЛА:

Определение теоретически необходимого количества воздуха при полном

сгорании жидкого топлива . Наименьшее количество кислорода Оо , которое

необходимо подвести извне к топливу для полного его окисления , называется

теоретически необходимым количеством кислорода . В двигателях внутреннего

сгорания необходимый для сгорания кислород содержится в воздухе , который

вводят в цилиндр во время впуска . Зная , что кислорода в воздухе по массе

0,23% , а по объему 0,208% , получим теоретически необходимое количество

воздуха для сгорания 1кг топлива :

[pic] кг.

[pic] кмоль.

Действительное количество воздуха , участвующего в сгорании 1 кг. топлива

при (=0,9 : (lo = 0.9*14.957 = 13.461 кг ; (Lo = 0,9 * 0,516 = 0,464 .

При молекулярной массе паров топлива (т = 115 кмоль , найдем суммарное

количество свежей смеси :

М1 = 1/ (т + (Lo = 1/115+0,464 = 0,473 кмоль.

При неполном сгорании топлива ( ((1 ) продукты сгорания представляют собой

смесь окиси углерода (СО) , углекислого газа (СО2) , водяного пара (Н2О) ,

свободного водорода (Н2) , и азота (N2) . Количество отдельных составляющих

продуктов сгорания и их сумма при К=0,47 (постоянная зависящая от

отношения количества водорода к окиси углерода , содержащихся в продуктах

сгорания).:

Мсо = 2*0,21*[(1-()/(1+K)]*Lo = 0,42*(0,1/1,47)*0,516 = 0,0147 кмоль.

МСО2 = С/12- Мсо = 0,855/12-0,0147 = 0,0565 кмоль.

МН2 = К* Мсо = 0,47*0,0147 = 0,00692 кмоль.

МН2О = Н/2 - МН2 = 0,145/2-0,00692 = 0,06558 кмоль.

МN2 = 0,792*(Lo = 0,792*0,9*0,516 = 0,368 кмоль.

Суммарное количество продуктов сгорания :

М2 = 0,0147+0,0565+0,00692+0,06558+0,368 = 0,5117 кмоль.

Проверка : М2 = С/12+Н/2+0,792*(Lo = 0,855/12+0,145/2+0,792*0,9*0,516 =

0,5117 .

Давление и температура окружающей среды : Pk=Po=0.1 (МПа) и Tk=To= 293 (К)

, а приращение температуры в процессе подогрева заряда (Т = 20о С .

Температура остаточных газов : Тr = 1030o К . Давление остаточных газов на

номинальном режиме определим по формуле : PrN = 1.16*Po = 1,16*0,1 = 0,116

(МПа) .

[pic] , где

РrN - давление остаточных газов на номинальном режиме , nN - частота

вращения коленчатого вала на номинальном режиме равное 5400 об/мин. Отсюда

получим :

Рr=Р0(( 1,035+ Ар(10-8 (n2)= 0,1((1,035+0,42867(10-8(54002) =

0,1((1,035+0,125)=0,116 (Мпа)

1 ПРОЦЕСС ВПУСКА .

Температура подогрева свежего заряда (Т с целью получения хорошего

наполнения двигателя на номинальном скоростном режиме принимается (ТN =10о

С .

Тогда :

[pic]

(Т = Ат ( (110-0,0125(n) = 0,23533((110-0,0125(5400)= 10о С .

Плотность заряда на впуске будет : [pic] ,

где Р0 =0,1 (Мпа) ; Т0 = 293 (К) ; В - удельная газовая постоянная равная

287 (Дж./кг*град.) ( (0 = ( 0,1*106)/(287*293) = 1,189 (кг/м3).

Потери давления на впуске (Ра , в соответствии со скоростным режимом

двигателя

(примем ((2+(вп)= 3,5 , где ( - коэффициент затухания скорости движения

заряда в рассматриваемом сечении цилиндра , (вп - коэффициент впускной

системы ) ,

(Ра = ((2+(вп)* Аn2*n2*((k /2*10-6) , где Аn = (вп/ nN , где (вп - средняя

скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной системы ((вп = 95

м/с) , отсюда Аn= 95/5400 = 0,0176 . : (k = (0 = 1,189 ( кг/м3) .( (Ра =

(3,5( 0,1762(54002(1,189(10-6)/2 = (3,5(0,0003094(29160000(1,189(10-6) =

0,0107 (Мпа).

Тогда давление в конце впуска составит : Ра = Р0 - (Ра = 0,1- 0,0107 =

0,0893 (Мпа).

Коэффициент остаточных газов :

[pic] , при Тк=293 К ; (Т = 10 С ; Рr = 0,116 (Мпа) ; Тr = 1000 K ;

Pa= 0.0893 (Мпа);( = 8,2 , получим : (r = (293+10)/1000*0,116/(8,2*0,0893-

0,116) =0,057.

Коэффициент наполнения :[pic] (К).

2 ПРОЦЕСС СЖАТИЯ.

Учитывая характерные значения политропы сжатия для заданных параметров

двигателя примем средний показатель политропы n= 1,37 . Давление в конце

сжатия:

Рс = Ра ((n = 0.0893( 8.21.37 = 1,595 (Мпа). Температура в конце сжатия :

Тс = Та(((n-1) = 340,6(8,20,37 = 741,918( 742 (К).

Средняя молярная теплоемкость в конце сжатия ( без учета влияния

остаточных газов): mcv’ = 20,16+1,74(10-3(Тс = 20,16+1,74(10-3(742 = 21,45

(Кдж/кмоль(град.)

Число молей остаточных газов : Мr = (((r(L0 = 0,95(0,057(0,516=0,0279

(кмоль).

Число молей газов в конце сжатия до сгорания: Мс= М1+Мr = 0,473+0,0279=

0,5(кмоль)

3 ПРОЦЕСС СГОРАНИЯ .

Средняя молярная теплоемкость при постоянном объеме для продуктов

сгорания жидкого топлива в карбюраторном двигателе при ( ((1) : mcв’’ =

(18,4+2,6(()+(15,5+13,8(()(10-4(Тz= 20,87+28,61(10-4(Тz = 20,87+0,00286(Тz

(Кдж/кмоль(К).

Определим количество молей газов после сгорания : Мz = M2+Mr =

0,5117+0,0279 = 0,5396 (кмоля) . Расчетный коэффициент молекулярного

изменения рабочей смеси находится по формуле : ( = Мz / Mc = 0,5397/0,5 =

1,08 .

Примем коэффициент использования теплоты (z = 0,8 , тогда количество

теплоты , передаваемой на участке lz при сгорании топлива в 1 кг. : Q =

(z((Hu-(QH) , где Hu - низшая теплотворная способность топлива равная 42700

(Кдж/кг)., (QH =119950((1-()( L0 - количество теплоты , потерянное в

следствии химической неполноты сгорания :

(QH = 119950((1-0,95) (0,516 = 3095 (Кдж/кг) , отсюда Q = 0,8((42700-3095)

=31684 (Кдж/кг). Определим температуру в конце сгорания из уравнения

сгорания для карбюраторного двигателя (((1) :

[pic] , тогда получим :

1,08(20,87+0,00286*Тz)*Tz =

36636/(0,95*0,516*(1+0,057))+21,45*742

22,4Тz +0,003Тz2 = 86622 ( 22,4 Тz +0,003 Тz2 -

86622 = 0

[pic]

Максимальное давление в конце процесса сгорания теоретическое : Рz =

Pc*(*Tz /Tc = 1,595*1,08*2810/742 = 6,524 (Мпа) . Действительное

максимальное давление в конце процесса сгорания : Рzд = 0,85*Рz =

0,85*6,524 =5,545 (МПа) . Степень повышения давления : ( = Рz / Рс =

6,524/1,595 = 4,09

4 ПРОЦЕСС РАСШИРЕНИЯ .

С учетом характерных значений показателя политропы расширения для

заданных параметров двигателя примем средний показатель политропы

расширения n2 = 1,25

Давление и температура в конце процесса расширения :

[pic]6,524/13,876=0,4701(МПа).[pic]2810/1,7=1653 К

Проверка ранее принятой температуры остаточных газов :

[pic]1653/ 1,6 = 1037 К . Погрешность составит :

(= 100*(1037-1030)/1030 = 0,68% , эта температура удовлетворяет условия ((

1,7 .

5 ИНДИКАТОРНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РАБОЧЕГО ЦИКЛА .

Теоретическое среднее индикаторное давление определенное по формуле :

[pic]=1,163 (МПа) . Для определения среднего индикаторного давления примем

коэффициент полноты индикаторной диаграммы равным (и = 0,96 , тогда среднее

индикаторное давление получим : рi = 0,96* рi’ = 0,96*1,163 = 1,116 (МПа) .

Индикаторный К.П.Д. : (i = pi l0 ( / (QH (0 (v ) = (1,116

*14,957*0,9)/(42,7*1,189*0,763) = 0,388 , Qн = 42,7 МДж/кг.

Индикаторный удельный расход топлива : gi = 3600/ (QH (i ) =

3600/(42,7*0,388) =217 г/КВт ч.

6 Эффективные показатели двигателя .

При средней скорости поршня Сm = 15 м/с. , при ходе поршня S= 75 мм. и

частотой вращения коленчатого вала двигателя n=5400 об/мин. , рассчитаем

среднее давление механических потерь : Рм = А+В* Сm , где коэффициенты А и

В определяются соотношением S/D =0,75(1 , тогда А=0,0395 , В = 0,0113 ,

отсюда Рм = 0,0395+0,0113*15 =0,209 МПа.

Рассчитаем среднее эффективное давление : ре = рi - pм = 1,116-0,209=

0,907 МПа.

Механический К.П.Д. составит : (м = ре / рi = 0,907/ 1,116 = 0 ,812

Эффективный К.П.Д. и эффективный удельный расход топлива :

(е= (i (м = 0,388*0,812 = 0,315 ; ge = 3600/(QH (е) = 3600/(42,7*0,315)

= 268 г/КВт ч

Основные параметры цилиндра и двигателя.

1. Литраж двигателя : Vл = 30(( Nе / (ре n) = 30*4*90/(0,907*5400) = 2,205

л.

2. Рабочий объем цилиндра : Vh = Vл / i = 2,205 / 6 = 0,368 л.

3. Диаметр цилиндра : D = 2(103(( Vh((S) = 2*10^3*(0,368/(3,14*75))^(0,5)=

2*103*0,0395 = 79,05 мм.( 80 мм.

4. Окончательно приняв S = 75 мм. и D = 80мм. объем двигателя составит : Vл

= (D2Si / (4*106) = (3,14*6400*75*6)/(4000000)= 2,26 л.

5. Площадь поршня : Fп = (D2 / 4 = 20096/4 = 5024 мм2 = 50,24 (см2).

6. Эффективная мощность двигателя : Nе = ре Vл n / 30( =

(0,907*2,26*5400)/(30*4) = 92,24 (КВт.).

7. Эффективный крутящий момент : Ме = (3*104 / ()(Ne /n) =

(30000/3,14)*(92,24/5400) = 163,2 (н(м)

8. Часовой расход топлива : Gт = Ne (ge (10-3 = 92,24(268(10-3 =

92,24*268*10^(-3)=24,72 .

9. Удельная поршневая мощность : Nn = 4( Ne /i(((D2 =

(4*92,24)/(6*3,14*80*80) =30,6

7 ПОСТРОЕНИЕ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ ДВИГАТЕЛЯ .

Индикаторную диаграмму строим для номинального режима двигателя , т.е.

при Ne=92,24 кВт. И n=5400 об/мин.

Масштабы диаграммы :масштаб хода поршня 1 мм. ; масштаб давлений 0,05 МПа в

мм.

Величины соответствующие рабочему объему цилиндра и объему камеры сгорания

:

АВ = S/Ms = 75/1,0 =75 мм. ; ОА = АВ / ((-1) = 75/(8,2-1) = 10,4 мм.

Максимальная высота диаграммы точка Z : рz / Mp = 6,524/0,05 = 130,48 мм.

Ординаты характерных точек :

ра / Мр = 0,0893/0,05 = 1,786 мм. ; рс / Мр = 1,595/0,05 = 31,9 мм. ; рв /

Мр = 0,4701/0,05 = 9,402 мм. : рr / Мр = 0,116/0,05 = 2,32 мм. ; р0 / Мр =

0,1/0,05 = 2 мм.

Построение политроп сжатия и расширения аналитическим методом :

1. Политропа сжатия : Рх = Ра (Vа Vх )n1 . Отсюда Рх / Мр =

(Ра/Мр)(ОВ/ОХ)n1 мм. , где ОВ= ОА+АВ= 75+10,4 = 85,4 мм. ; n1 = 1,377 .

ТАБЛИЦА 2. Данные политропы сжатия :

[pic]

ТАБЛИЦА 3. Данные политропы расширения .:

Рх / Мр = Рв (Vв /Vх)n2 , отсюда Рх / Мр = (рв/Мр)(ОВ/ОХ)n2 , где ОВ= 85,4

; n2 =1.25

[pic]

[pic]

Рис.1. Индикаторная диаграмма.

4. ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ .

Кинематика кривошипно-шатунного механизма .

Sn = (R+()- ( R cos.(+(cos.()= R[(1+1/()-( cos.(+1/( cos.()] , где ( =R / (

, тогда Sn = R[(1+ (/4)-( cos.(+ (/4 cos.2()] , если (=180о то Sn=S - ходу

поршня , тогда : 75 = R[(1+(/4)-(-1+(/4)] ; 75 = R[1.0625+0.9375] ; 75 =

2R ( R = 75/2 = 37.5 мм.=0,0375 м.

(=R/Lш ( Lш = R/(= 37,5/0,25 = 150 мм.=15 см. т.к. (= 0,25

Находим скорость поршня и ускорение в зависимости от угла поворота

кривошипа :

Vп = dSn/dt = R(( sin( + (/2sin2() , jn = d2Sn/dt = R(2(cos( + (cos2() ,

Угловую скорость найдем по формуле : ( = (n/30 = 3,14*5400/30 = 565,2 рад/с

.

ТАБЛИЦА 4.. Числовые данные определяющие соотношения :

1- ( sin( + (/2sin2() ; 2- (cos( + (cos2()

[pic]

Подставив эти значения в формулы скорости и ускорения и подсчитав

результаты занесем их в таблицу 5.

ТАБЛИЦА 5. Скорость поршня при различных углах поворота кривошипа.(м/с)

|( |0 |30 |60 |90 |120 |150 |180 |210 |240 |270 |300 |330 |

|Vп |0 |12,8|20,6|21,2|16,0|8,31|0 |-8,3|-16,|-21,|-20,|-12,|

| | |9 |5 | |6 | | |1 |06 |2 |65 |89 |

|( |360 |390 |420 |450 |480 |510 |540 |570 |600 |630 |660 |690 |

|Vп |0 |12,8|20,6|21,2|16,0|8,31|0 |-8,3|-16,|-21,|-20,|-12,|

| | |9 |5 | |6 | | |1 |06 |2 |65 |89 |

ТАБЛИЦА 6. Ускорение поршня при различных углах поворота кривошипа .

|( |0 |30 |60 |90 |120 |150 |180 |210 |240 |270 |300 |330 |

|jп |1497|1187|4492|-299|-748|-887|-898|-887|-748|-299|4492|1187|

| |4 |2 | |5 |7 |7 |5 |7 |7 |5 | |2 |

|( |360 |390 |420 |450 |480 |510 |540 |570 |600 |630 |660 |690 |

|jп |1497|1187|4492|-299|-748|-887|-898|-887|-748|-299|4492|1187|

| |4 |2 | |5 |7 |7 |5 |7 |7 |5 | |2 |

[pic]

Рис.2 График зависимости скорости поршня от угла поворота кривошипа .

[pic]Рис. 3 График зависимости ускорения поршня от угла поворота кривошипа

.

2 ПОСТРОЕНИЕ РАЗВЕРНУТОЙ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ.

Отрезок ОО1 составит : ОО1= R(/2 = 0,25*3,75/2 = 0,47 (см). Отрезок

АС :

АС = mj (2 R(1+() = 0,5 Рz = 0,5*6,524 = 3,262 (МПа) ; Рх = 3,262/0,05 =

65,24 мм.

Отсюда можно выразить массу движущихся частей :

[pic]

Рассчитаем отрезки BD и EF :

BD = - mj (2 R(1-() = - 0,000218*319451*0,0375*(1-0,25) = -1,959 (МПа) .

EF = -3 mj (2 R( = -3*0,000218*319451*0,0375*0,25 = -1,959 (МПа ). ( BD= EF

[pic]

Рис.4 Развернутая индикаторная диаграмма карбюраторного двигателя.

Силы инерции рассчитаем по формуле : Рj = - mj (2 R(cos( + (cos2()

ТАБЛИЦА 7. Силы инерции .

|( |0 |30 |60 |90 |120 |150 |180 |210 |240 |270 |300 |330 |

|Рj |-3,2|-2.5|-0,9|0,65|1,625|1,927|1,95|1,927|1,625|0,65|-0,9|-2,5|

| |5 |8 |8 | | | | | | | |8 |8 |

|( |360 |390 |420 |450 |480 |510 |540 |570 |600 |630 |660 |690 |

|Pj |-3,2|-2,5|-0,9|0,65|1,625|1,927|1,95|1,927|1,625|0,65|-0,9|-2,5|

| |5 |8 |8 | | | | | | | |8 |8 |

Расчет радиальной , нормальной и тангенциальной сил для одного цилиндра :

Определение движущей силы , где Р0 = 0,1 МПа , Рдв = Рr +Pj - P0 , где Рr

- сила давления газов на поршень , определяется по индикаторной диаграмме

теплового расчета . Все значения движущей силы в зависимости от угла

поворота приведены в таблице 8. Зная движущую силу определим радиальную ,

нормальную и тангенциальную силы :

N= Рдв*tg( ; Z = Рдв * cos((+()/cos( ; T = Рдв * sin((+()/cos(

ТАБЛИЦА 8. Составляющие силы .

[pic]

[pic]

По результатам расчетов построим графики радиальной N (рис.5) , нормальной

(рис.6) , и тангенциальной (рис.7) сил в зависимости от угла поворота

кривошипа .

[pic]

Рис.5 График радиальной силы N в зависимости от угла поворота кривошипа .

[pic]

Рис 6. График зависимости нормальной силы от угла поворота кривошипа.

[pic]

Рис.7. График тангенциальной силы в зависимости от угла поворота кривошипа

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНЫХ НАБЕГАЮЩИХ ТАНГЕНЦИАЛЬНЫХ СИЛ И СУММАРНОГО

НАБЕГАЮЩЕГО КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА .

Алгебраическая сумма касательных сил , передаваемых от всех предыдущих

по расположению цилиндров , начиная со стороны , противоположной фланцу

отбора мощности , называется набегающей касательной силой на этой шейке . В

таблице 10 собраны тангенциальные силы для каждого цилиндра в соответствии

с работой двигателя и определена суммарная набегающая тангенциальная сила

на каждом последующем цилиндре .

Суммарный набегающий крутящий момент будет : ( Мкр = ( (( Тi) Fп R ,

где Fп - площадь поршня : Fп = 0,005 м2 , ; R= 0,0375 м . - радиус

кривошипа . Порядок работы поршней в шести цилиндровом рядном двигателе : 1-

4-2-6-3-5 .

Формула перевода крутящего момента : Мкр =98100* Fп R

[pic]

[pic]

[pic]

Рис. 8. График среднего крутящего момента в зависимости от угла поворота

кривошипа.

Определим средний крутящий момент : Мкр.ср = ( Мmax + Mmin)/2

Мкр.ср = (609,94+162,2)/2 = 386 н( м .

5. ВЫВОДЫ.

В результате проделанной работы были рассчитаны индикаторные параметры

рабочего цикла двигателя , по результатам расчетов была построена

индикаторная диаграмма тепловых характеристик.

Расчеты динамических показателей дали размеры поршня , в частности его

диаметр и ход , радиус кривошипа , были построены графики составляющих сил

, а также график суммарных набегающих тангенциальных сил и суммарных

набегающих крутящих моментов.

Шестицилиндровые рядные двигатели полностью сбалансированы и не

требуют дополнительных мер балансировки .

6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1. КОЛЧИН А. И. ДЕМИДОВ В. П. РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЬНЫХ И ТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ.

М.: Высшая школа, 1980г.;

2. АРХАНГЕЛЬСКИЙ В. М. и другие. АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ. М.:

Машиностроение, 1967г.;

3. ИЗОТОВ А. Д. Лекции по дисциплине: «Рабочие процессы и экологическая

безопасность автомобильных двигателей» . Заполярный, 1997г..