Определение нагрузок на подшипники двигателя внутреннего сгорания
Процесс образования и исследование режима жидкостного трения в подшипниках. Определение недостающих характеристик трения по программе расчета подшипника скольжения. Динамическое исследование для рядного и V-образного двигателей внутреннего сгорания.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.11.2018 |
| Размер файла | 295,3 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.
Размещено на http://www.allbest.ru/
102
Самарский государственный аэрокосмический университет
определение нагрузок на подшипники ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
В.П. Тукмаков, Б.Б. Косенок
Аннотация
В статье изложены результаты определения нагрузок на подшипники ДВС. Нагрузки на подшипники определялись в среде MSC.ADAMS. Недостающие характеристики трения определялись по программе расчёта подшипника скольжения, индикаторная диаграмма рассчитывалась по программе КДАМ. Выполнено динамическое исследование для рядного и V-образного ДВС. Проведено сравнение определения нагрузок модулем ADAMS/View и по программе КДАМ. Получено хорошее совпадение результатов расчётов.
Ключевые слова: гидродинамическая теория смазки, нагрузка на подшипник, индикаторная диаграмма, двигатель внутреннего сгорания
Annotation
ТHE RESULTS OF DETERMINING THE LOAD BEARING ENGINE
V.P. Tukmakov, B.B. Kosenok Samara State Aerospace University
The article presents the results of determining the load bearing engine. Bearing loads were determined in the medium MSC.ADAMS. Missing friction characteristics were determined by the program of calculation of a plain bearing, the indicator diagram was calculated by the program KDAM. Skill dynamic study for inline and V-type engine. A comparison of the definition of loads module ADAMS / View and the program KDAM. A good agreement between the results of calculations.
Key words: hydrodynamic theory of lubrication, load on the bearing, the display diagram, internal combustion engine.
Основная часть
трение подшипник двигатель жидкостный
Для работы подшипника самым благоприятным режимом является режим жидкостного трения.
Образование режима жидкостного трения является основным критерием расчёта большинства подшипников скольжения. Исследование режима жидкостного трения в подшипниках основано на гидродинамической теории смазки.
В работе рассмотрим упрощённую (без учета торцевых утечек) модель гидродинамического подшипника.
При обычных допущениях уравнение Рейнольдса и уравнение теплового баланса имеют вид:
где h - толщина смазочного слоя, h0 - толщина смазочного слоя при dp/dx = 0,
р - гидродинамическое давление, t - температура смазки, U - скорость скольжения,
х - координата в окружном направлении,
м - динамическая вязкость смазки, с - теплоемкость смазки, с - плотность смазки.
Для расчёта подшипников необходимо определить нагрузки (реакции в шарнирах).
На подшипники в поршневых двигателях действуют переменные нагрузки. Большинство авторов не комментирует методы расчёта нагрузок на подшипники, считая их заданными.
В работе рассмотрены две программы расчёта нагрузок на подшипники двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
На сегодняшний момент наиболее перспективным методом исследование кинематики и динамики механизмов ДВС является использование специального инженерного пакета, такого как ADAMS [1], который распространяется на льготных условиях для некоммерческого использования в университетах.
Для определения реакций в шарнирах модулем ADAMS/View необходимо вводить в программу характеристики трения в подшипниках и силы давления газов в цилиндре, которые рассчитываются сторонними программами.
Индикаторная диаграмма для двух- и четырёхтактных ДВС может быть рассчитана программой КДАМ (кинематический и динамический анализ механизмов), разработанной на основе метода векторных модульных моделей на кафедре основ конструирования машин СГАУ [2]. Индикаторная диаграмма для четырёхтактного ДВС показана на рис. 1.
Давление газов на поршень рассчитывается в любой момент времени с учетом: диаметра поршня, степени сжатия, коэффициента прироста давления, фаз газораспределения, угла опережения зажигания.
К достоинствам метода векторных модульных моделей можно отнести достаточную простоту и универсальность потому, что любую кинематическую схему (рядный, V-образный, звездообразный двигатель и т.д.) можно отобразить модульной векторной моделью.
Кинематический и динамический анализ был выполнен на примере двух видов механизмов ДВС: V-образного и рядного.
Для примера на рис. 2 показана векторная модель V-образного двигателя, выполненная в среде КДАМ, на рис. 3 показано моделирование этого же двигателя в среде ADAMS/View.
Выполнено сравнение результатов расчёта модуля ADAMS/View и программы КДАМ, также было выполнено графическое исследование.
При сравнении кинематических характеристик получено хорошее совпадение результатов расчёта кинематических характеристик.
Рис. 1 Индикаторная диаграмма
Рис. 2 Векторная модель V-образного ДВС, выполненная в среде КДАМ
На рис. 4-7 показано сравнение реакций в трибосопряжениях: цилиндр-поршень (рис. 4); поршень-шатун (рис. 5); шатунный подшипник (рис. 6); коренной подшипник (рис. 7) в зависимости от угла поворота кривошипа.
Рис. 3 Модель V-образного ДВС, выполненная в среде ADAMS
Рис. 4 Сравнение реакции цилиндр-поршень
Рис. 5 Сравнение реакции поршень-шатун
Рис. 6 Сравнение реакции для шатунного подшипника
Рис. 7 Сравнение реакции для коренного подшипника
Модуль ADAMS/View позволяет проводить уточнённые расчёты с учётом трения и деформаций и исследовать реальные объёмные модели ДВС (рис. 8).
При проектировочных расчётах удобнее и проще пользоваться программой КДАМ, которая позволяет быстрее находить необходимый вариант параметров конструкции ДВС.
Рис. 8 Исследование 3-D модели ДВС
Список литературы
1. Иванов, А. А. MSC.ADAMS: теория и элементы виртуального конструирования и моделирования: Учебное пособие / А.А. Иванов. М.: Московское представительство MSC.Software GmbH, 2003. 97 с.
2. Косенок, Б.Б. Программа КДАМ (Кинематический и динамический анализ механизмов): свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010616342 / Б.Б. Косенок, В.П. Тукмаков. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 24 сентября 2010.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общие сведения о двигателе внутреннего сгорания, его устройство и особенности работы, преимущества и недостатки. Рабочий процесс двигателя, способы воспламенения топлива. Поиск направлений совершенствования конструкции двигателя внутреннего сгорания.
реферат [2,8 M], добавлен 21.06.2012Методы изучения защитных металлсодержащих пленок на поверхностях трения. Исследование контактной выносливости тел качения в моторных маслах с различными физико-химическими свойствами в двигателях внутреннего сгорания. Взаимодействие поверхностей трения.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 09.06.2015Проектирование кривошипно-ползунного механизма двигателя внутреннего сгорания, определение линейных размеров звеньев. Синтез оптимальных чисел зубьев и кинематический анализ. Исследование качественных характеристик внешнего эвольвентного зацепления.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 23.09.2010Общая характеристика судового дизельного двигателя внутреннего сгорания. Выбор главных двигателей и их основных параметров в зависимости от типа и водоизмещения судна. Алгоритм теплового и динамического расчета ДВС. Расчет прочности деталей двигателя.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 10.06.2014Рассмотрение термодинамических циклов двигателей внутреннего сгорания с подводом теплоты при постоянном объёме и давлении. Тепловой расчет двигателя Д-240. Вычисление процессов впуска, сжатия, сгорания, расширения. Эффективные показатели работы ДВС.
курсовая работа [161,6 K], добавлен 24.05.2012Условия работы подшипника скольжения. Расчет подшипника вручную. Угловая и окружная скорость вращения вала. Расчет подшипника в APM WinMachine. Коэффициент торцевого расхода масла. Момент сил трения. Мощность, выделяющаяся в подшипнике за счет трения.
курсовая работа [820,6 K], добавлен 04.10.2008Кинематический анализ двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Построение планов скоростей и ускорений. Определение внешних сил, действующих на звенья механизма. Синтез планетарной передачи. Расчет маховика, делительных диаметров зубчатых колес.
контрольная работа [630,9 K], добавлен 14.03.2015Определение напряженно-деформированного состояния цилиндрической двустенной оболочки камеры сгорания под действием внутреннего давления и нагрева. Расчет и определение несущей способности камеры сгорания ЖРД под действием нагрузок рабочего режима.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 22.10.2011Характеристика дизельного топлива двигателей внутреннего сгорания. Расчет стехиометрического количества воздуха на 1 кг топлива, объемных долей продуктов сгорания и параметров газообмена. Построение индикаторной диаграммы, политропы сжатия и расширения.
курсовая работа [281,7 K], добавлен 15.04.2011Описание двигателя внутреннего сгорания как устройства, в котором химическая энергия топлива превращается в полезную механическую работу. Сфера использования этого изобретения, история разработки и усовершенствования, его преимущества и недостатки.
презентация [220,9 K], добавлен 12.10.2011Исходные данные для расчета жидкостного ракетного двигателя. Выбор значений давления в камере и на срезе сопла, жидкостного ракетного топлива (ЖРТ). Определение параметров ЖРТ и его продуктов сгорания. Конструктивная схема, система запуска двигателя.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 07.09.2015История развития турбокомпрессоров и постройка образцов двигателей внутреннего сгорания. Использование турбонаддува у дизельных двигателей тяжёлых грузовиков. Основная задача промежуточного охладителя. Система зажигания и электронного впрыска топлива.
контрольная работа [241,3 K], добавлен 15.02.2012Расчет опоры, выбор ее геометрии, материала подшипника, сорта смазки и способа ее подвода в деталь. Условие обеспечения жидкостного трения. Расчет радиального подшипника с цилиндрической расточкой. Определение параметра его динамической устойчивости.
курсовая работа [546,3 K], добавлен 28.12.2012Определение параметров рабочего цикла дизеля. Выбор отношения радиуса кривошипа к длине шатуна. Построение регуляторной характеристики автотракторного двигателя внутреннего сгорания. Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма, параметров маховика.
курсовая работа [309,2 K], добавлен 29.11.2015Изучение особенностей процесса наполнения, сжатия, сгорания и расширения, которые непосредственно влияют на рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания. Анализ индикаторных и эффективных показателей. Построение индикаторных диаграмм рабочего процесса.
курсовая работа [177,2 K], добавлен 30.10.2013Выполнение теплового расчёта двигателя внутреннего сгорания и определение его индикаторных, эффективных, термических, механических показателей, а также геометрических размеров цилиндра. Построение индикаторной диаграммы на основе полученных данных.
курсовая работа [886,3 K], добавлен 10.07.2011Техническая характеристика и конструктивные особенности двухтактных двигателей. Принцип работы и общая разборка двигателя внутреннего сгорания. Цели и задачи дефектации. Дефекты вкладыша подшипника и причины их возникновения, его ремонт и восстановление.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 08.01.2011Общие сведения об устройстве двигателя внутреннего сгорания, понятие обратных термодинамических циклов. Рабочие процессы в поршневых и комбинированных двигателях. Параметры, характеризующие поршневые и дизельные двигатели. Состав и расчет горения топлива.
курсовая работа [4,2 M], добавлен 22.12.2010Техническая характеристика двигателя 8 ДКРН 60/195-10. Особенности его конструкции: остов, рамовые подшипники, станина, рубашка цилиндра, цилиндровая втулка и крышка. Кривошипно-шатунный и распределительный механизмы. Определение движущих сил в двигателе.
реферат [493,1 K], добавлен 16.03.2012Общее местоположение описываемого предприятия, его организационная структура. Поршень двигателя внутреннего сгорания: конструкция, материалы и принцип работы. Описание конструкции и служебное назначение детали. Выбор режущего и мерительного инструментов.
отчет по практике [3,3 M], добавлен 14.05.2012
