Энергетические установки транспортной техники
Обоснование и выбор данных к выполнению теплового расчёта энергетической установки транспортной техники. Состав, физико-химическая и техническая характеристика топлива. Расчёт узлов и элементов двигателя. Подогрев заряда в процессе впуска топлива.
Рубрика | Транспорт |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 16.11.2014 |
Размер файла | 441,7 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.
-0,99971
-4,58971
5,02636
110
2,370684
-1,67574
-5,26574
5,774786
120
2,390352
-2,31103
-5,90103
6,366782
130
2,179089
-2,82815
-6,41815
6,777985
140
1,81927
-3,19842
-6,78842
7,027968
150
1,383081
-3,43149
-7,02149
7,156415
160
0,920683
-3,55883
-7,14883
7,207877
170
0,457738
-3,61672
-7,20672
7,221245
180
3,2E-16
-3,63264
-7,22264
7,222645
190
-0,45774
-3,61672
-7,20672
7,221245
200
-0,92068
-3,55883
-7,14883
7,207877
210
-1,38597
-3,43865
-7,02865
7,164
220
-1,82503
-3,20855
-6,79855
7,039249
230
-2,1976
-2,85218
-6,44218
6,806695
240
-2,41301
-2,33294
-5,92294
6,395611
250
-2,40466
-1,69975
-5,28975
5,810669
260
-2,09558
-1,02238
-4,61238
5,066111
270
-1,80686
-0,527
-4,117
4,496045
280
-0,96532
-0,10157
-3,69157
3,815697
290
0,077921
-0,00647
-3,59647
3,597312
300
0,773349
-0,22127
-3,81127
3,888936
310
1,441997
-0,75431
-4,34431
4,577382
320
1,599088
-1,32436
-4,91436
5,167976
330
1,401416
-1,79065
-5,38065
5,560154
340
0,927621
-1,9452
-5,5352
5,612391
350
0,369253
-1,627
-5,217
5,230047
360
9,42E-17
-0,30053
-3,89053
3,890531
370
2,934285
12,92898
9,33898
9,789105
380
5,932454
12,44023
8,850226
10,6546
390
5,379964
6,8742
3,2842
6,303172
400
4,910629
4,066957
0,476957
4,933738
410
4,540226
2,375011
-1,21499
4,699984
420
4,246124
1,21488
-2,37512
4,865261
430
4,364392
0,362276
-3,22772
5,42827
440
4,623735
-0,4865
-4,0765
6,164155
450
4,865009
-1,41896
-5,00896
6,982693
460
4,847708
-2,36506
-5,95506
7,678741
470
4,499699
-3,18065
-6,77065
8,129515
480
4,041881
-3,90775
-7,49775
8,51781
490
3,392572
-4,40308
-7,99308
8,683252
500
2,699263
-4,74551
-8,33551
8,761664
510
2,008012
-4,98198
-8,57198
8,804028
520
1,265023
-4,88986
-8,47986
8,573695
530
0,593733
-4,69125
-8,28125
8,302511
540
1,19E-15
-4,52333
-8,11333
8,113331
550
-0,53847
-4,25461
-7,84461
7,863066
560
-1,00052
-3,86742
-7,45742
7,52424
570
-1,47401
-3,65708
-7,24708
7,395465
580
-1,87499
-3,29638
-6,88638
7,13707
590
-2,24836
-2,91806
-6,50806
6,885488
600
-2,4725
-2,39045
-5,98045
6,471406
610
-2,46452
-1,74206
-5,33206
5,874075
620
-2,15277
-1,05028
-4,64028
5,115327
630
-1,50486
-0,43892
-4,02892
4,300791
640
-0,554
-0,05829
-3,64829
3,690114
650
0,587306
-0,04875
-3,63875
3,685842
660
1,735572
-0,49657
-4,08657
4,439853
670
2,669653
-1,39651
-4,98651
5,656173
680
3,18237
-2,63562
-6,22562
6,991842
690
3,136021
-4,00702
-7,59702
8,218843
700
2,504612
-5,25212
-8,84212
9,19
710
1,389115
-6,12069
-9,71069
9,80954
С целью более полного представления действия, которое оказывает сила на шатунную шейку, ее необходимо представить дополнительно в виде полярной диаграммы вектора Rшш, ориентированного относительно центра шатунной шейки, называемого полярным центром. Для этого в системе координат сил Т - Pkc центром в точке Ошш (по оси в право от точки О откладываются положительные силы Т, влево отрицательные; по оси ординат вверх - отрицательные силы Рк, вниз положительные), откладываем их значения для различных последовательных углов п. к. в. и получим соответствующие им точки конца вектора Rшш. Полученные точки последовательно, в порядке нарастания углов п. к. в., соединяем плавной кривой. Это и будет полярная диаграмма силы Rшш с центром в точке Ошш. Луч, проведенный из центра Ошш в любую точку полярной диаграммы, отражает значение Rшшв масштабе и направление ее действия относительно центра шатунной шейки.
Для определения общего характера изменения результирующей силы Rшш, определения её экстремальных и среднего значений представляем силу Rшш в виде графической зависимости в прямоугольных координатах Rшш-ц. Значения силы принимаем из таблицы расчёта и откладываем их, с соблюдением масштаба мRшш на ординате текущего угла п.к.в.
На диаграмме Rшш, представленной в прямоугольных координатах Rшш-ц, выполняем отметку ее максимального Rшшmaxи минимального Rшшminзначения. Среднее значение результирующей силы Rшш сропределим также простым подсчетом площади FRшш под кривой Rшш-ѓ(ц) с последующим делением на длину оси ц в мм в координатах Rшш-ц.
.
3.4 Расчетно-графическое определение и построение диаграммы суммарного крутящего момента
Тангенциальная сила Рт, действующая по касательной к окружности вращения центра шатунной шейки, всегда перпендикулярна радиусу кривошипа. Если перенести реактивную силу Рт в центр коренной шейки коленчатого вала, образуется пара сил создающая крутящий момент Мкр.ц на валу шатунной шейки двигателя.
Таким образом, график изменения тангенциальной силы за рабочий цикл от 00 до 7200п.к.в. представляет собой график изменения крутящего момента для одного цилиндра по углу поворота коленчатого вала в своем масштабе.
Вычислив значения Мкр.ц для каждого положения коленчатого вала через 300п.к.в. егозначения заносим в таблицу 10.
Для построения кривой суммарного крутящего момента Мкрмногоцилиндрового двигателя необходимо выполнить суммирование кривых крутящих моментов каждого цилиндра. Значения сил и характер изменения крутящего момента для всех цилиндров одинаковы и отличаются только тем, что рабочий цикл каждого цилиндра смещен на величину интервала между вспышками в отдельных цилиндрах. Таким образом, для определения значений и характера изменения суммарного момента, в пределах интервала повторения, достаточно иметь значения кривой крутящего момента одного цилиндра.
Такой интервал для четырехцилиндрового двигателя будет составлять:
и=7200/8=900п.к.в
Таблица 9 Таблица суммирования крутящего момента для 8-х цилиндрового V-образного двигателя
ц0п.к.в1цилиндр |
0 |
30 |
60 |
90 |
|
Мкр 1-го ц. |
0 |
-131,4 |
-75,66 |
57,154 |
|
ц0п.к.в5цилиндр |
90 |
120 |
150 |
180 |
|
Мкр 5-го ц. |
57,154 |
98 |
56,7 |
0 |
|
ц0п.к.в4цилиндр |
180 |
210 |
240 |
270 |
|
Мкр 4-го ц. |
0 |
-56,82 |
-98,93 |
-74,08 |
|
ц0п.к.в2цилиндр |
270 |
300 |
330 |
360 |
|
Мкр 2-го ц. |
-74,08 |
31,707 |
57,458 |
0 |
|
ц0п.к.в6цилиндр |
360 |
390 |
420 |
450 |
|
Мкр 6-го ц |
0 |
220,57 |
174,09 |
199,46 |
|
ц0п.к.в3цилиндр |
450 |
480 |
510 |
540 |
|
Мкр 3-го ц |
199,46 |
165,71 |
82,32 |
0 |
|
ц0п.к.в7цилиндр |
540 |
570 |
600 |
630 |
|
Мкр 7-го ц |
0 |
-60,43 |
-101,37 |
-61,69 |
|
ц0п.к.в8цилиндр |
630 |
660 |
690 |
720 |
|
Мкр 8-го ц |
-61,69 |
71,16 |
128,57 |
0 |
|
УМкр.дв |
120,84 |
338,5 |
223,18 |
120,84 |
По результирующим значениям УМкр.дв с координатами Мкр.-ц построим график суммарного крутящего момента. Для этого на интервале и по оси ц нанесем шкалу с учетом числа цилиндров и длительности между вспышками в цилиндрах.
По мере завершения расчета для оценки выполнения всех построений необходимо выполнить сравнение значений среднего момента.
Для этого, полученное при построении значение Мкр.ср приравнять к среднему индикаторному Мкр.срi и по его значению определить эффективный крутящий момент полученный на основе построения Ме
Ошибка не превышает, следовательно расчеты были выполнены верно.
4. Расчет узлов и элементов двигателя
Расчёту деталей двигателя на прочность предшествует тепловой расчёт рабочего цикла и определение геометрических размеров основных элементов двигателя. Определение статических и динамических нагрузок, действующих в элементах деталей кривошипно-шатунного, газораспределительного механизмов и других элементах.
При выполнении проверочных расчётов определяют не геометрические размеры деталей, а напряжения в элементах детали с учётом действующих нагрузок и принятых геометрических размеров.
С учётом назначения и условий работы двигателя за расчётный режим принимают:
1. Режим максимального крутящего момента при частоте вращения, когда давление газов достигает наибольшего значения, а силы инерции сравнительно малы. При расчете деталей на этом режиме максимальное значение давления газов в цилиндре принимают без учета скругления индикаторной диаграммы, а силами инерции пренебрегают;
2. Режим номинальной мощности при расчете. Расчеты деталей производятся от совместного действия газовых и инерционных нагрузок. При расчетах деталей на этом режиме максимальное значение давления газов в цилиндре принимают с учетом скругления индикаторной диаграммы, а инерционные нагрузки рассчитывают при номинальной частоте.
3. Режим максимальной частоты вращения при холостом ходе Ne=0. (для двигателей, по условиям работы часто выходящих на максимальную частоту вращения коленчатого вала в режиме холостого хода), когда силы инерции достигают наибольших значений, а давление газов незначительно. При расчете двигателей на этом режиме давлением газов в цилиндре пренебрегают.
Некоторые конструктивные данные двигателя:
- Толщина стенки блока цилиндров и картера (чугун)-(3,5…8) мм = 8 мм, перегородки (4-7)мм = 6 мм;
- Минимальное расстояние между осями цилиндров:
L=мм;
- Толщина слоя жидкости (7-10) мм: 10 мм;
- Толщина стенки мокрой гильзы (5-8)мм: 7мм;
-Толщина нижней опорной плиты головки блока цилиндров
мм;
-Толщина рёбер и стенок системы охлаждения
мм
Силу давления газов, приходящуюся на одну шпильку на участке достижения максимального значения давления в объеме камеры сгорания, определим по формуле:
(МН);
где - максимальное давление сгорания, (МПа);
- площадь проекции поверхности камеры сгорания на плоскость стыка:
(м2);
- число силовых шпилек,i=4.
Сила предварительной затяжки. С учетом ранее предложенного решения на этапе предварительных расчетов будем считать, что суммарная и расчетная максимальная сила переменного цикла, действующая на шпильку в нагретом двигателе, определится как сумма двух сил:
(МН)
Минимальная растягивающая сила, соответственно, равна:
(МН)
где m= 3- коэффициент затяжки шпильки для соединений с прокладками;
х=0,2- коэффициент основной нагрузки резьбового соединения.
Минимальные и максимальные напряжения в силовых шпильках определяют по наименьшему сечению стержня шпильки и по внутреннему диаметру резьбы:
(МПа)
(МПа)
(МПа)
(МПа)
где - площадь минимального сечения шпильки, м2;
м2
- площадь сечения шпильки по внутреннему диаметру резьбы, м2;
м2
где диаметр шпилки d=12мм=0,012м,
а внутренний диаметр резьбы шпилки dв=d-1,4*t=12-1.4*1=10.6мм=0,0106м, шаг резьбы t=1мм;
Материал шпилек принимаю сталь 40ХН с пределом прочности Мпа, Мпа, Мпа. Запас прочности по пределу прочности:
Мпа;
Мпа;
Мпа;
Мпа;
Поршневая группа включает: поршень с комплектом уплотняющих колец, поршневой палец и детали его крепления.
Назначение поршневой группы:
- воспринимать давление газов;
- передавать суммарную силу давления газов через шатун на коленчатый вал двигателя,
- уплотнять надпоршневую полость объема цилиндра.
Таблица 10 Соотношения параметров элементов поршневой группы:
Наименование |
Карбюраторные двигатели |
Принятые значения (мм) |
|
Высота поршня |
77,7 |
||
Высота верхней части поршня |
44,4 |
||
Высота юбки поршня |
51,8 |
||
Диаметр бобышки |
29,6 |
||
Расстояние между торцами бобышек |
29,6 |
||
Толщина днища |
7,44 |
||
Толщина стенки юбки поршня |
2,975 |
||
Толщина стенки головки поршня |
6,55 |
||
Высота жарового пояса (е) |
10 |
||
Толщина первой кольцевой перемычки |
3,96 |
||
Радиальная толщина кольца: Компрессионного |
4,145 |
||
Маслосъёмного |
3,997 |
||
Высота кольца |
4 |
||
Радиальный зазор кольца в канавке поршня Компрессионного Маслосъёмного |
0,825 1 |
||
Внутренний диаметр поршня |
24,6 |
||
Число масляных отверстий в поршне |
8 |
||
Диаметр масляного канала |
1,0 |
||
Наружный диаметр пальца |
18,5 |
||
Внутренний диаметр пальца |
12,95 |
||
Длина пальца: Плавающего |
61,42 |
||
Длина втулки шатуна: Плавающего пальца |
28,86 |
Поршень подвергается воздействию нагрузок от переменного давления газов, от инерционных сил и тепловых нагрузок. К материалом, которые используются для изготовления поршней, предъявляются особые требования. Поршни автомобильных двигателей изготавливают, в основном, из алюминиевых сплавов (АЛ10В, АЛ19, АК2, АК4) и реже из чугунов (СХ4-44,…, СЧ32-52). При расчёте поршня определяем: напряжение изгиба в днище поршня, напряжение сжатия и разрыва в опасном сечении маслосъёмного кольца. Выполняется также проверочный расчет удельного давления поршня на стенки цилиндра и предотвращение заклинивания поршня в рабочем состоянии с учётом принятых геометрических размеров и монтажных зазоров.
Днище поршня рассчитывается на изгиб от действия максимальных газовых усилий как равномерно нагруженная круглая плита, свободно опирающаяся на стенки поршня.
Напряжение изгиба в днище поршня:
МПа
где МПа
МПа
м
- давление газов в цилиндре принимаем без учёта скругления индикаторной диаграммы.
Считаем приемлемым, если его значение не выходит за пределы допускаемых напряжений с учётом наличия или отсутствия рёбер жёсткости.
При необходимости изменяем толщину днища поршня или вводим рёбра жёсткости на поршне. Головка поршня в сечении Х-Х, ослаблённая отверстиями для отвода масла, проверяется на сжатие и разрыв.
Кроме напряжений от давления газов в днище поршня возникают тепловые напряжения из-за разности температур внутренней и наружной поверхностей.
Таблица 11 Допускаемые напряжения в днище поршня
Допускаемые напряжения в днище поршня |
Без рёбер жесткости |
При наличии рёбер жёсткости |
|
Для алюминиевых |
|||
Для чугунных |
Напряжение сжатия:
МПа
где МН
максимальная сила давления газов
- площадь сечения Х-Х, с учётом ослабления отверстиями для отвода масла.
где -
диаметр поршня по дну канавок, мм
-
площадь продольного диаметрального сечения масляного канала, м2.
Допускаемые напряжения на сжатие:
для алюминиевых поршней
для чугунных
Напряжение разрыва
МПа
- масса головки поршня с кольцами, расположенными выше сечения Х-Х, определяется по геометрическим размерам или:
- масса поршневой группы, кг
=0,039 м - радиус кривошипа;
рад/с
максимальная угловая скорость холостого хода двигателя, рад/с;
=0,28 - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.
Допускаемые напряжения на разрыв:
для алюминиевых поршней
для чугунных поршней
Перемычка рассчитывается как кольцевая пластина, защемленная по окружности основания канавки диаметром:
(м)
и равномерно нагруженная пластина по площади
(м2)
Напряжение среза кольцевой перемычки(МПа):
(МПа)
Напряжение изгиба кольцевой перемычки
(МПа)
Допускаемые напряжения (МПа) в верхних кольцевых перемычках с учетом значительных температурных нагрузок находятся в пределах:
для алюминиевых поршней
для чугунных поршней
Юбку поршня и всю его высоту проверяем на допустимое удельное давление по формулам:
где - максимальная боковая сила, принимаем из результатов динамического расчёта, МН.
Для современных автомобильных двигателей:
В целях предотвращения заклинивания поршней при работе двигателя, размеры диаметров головки Dг и юбки Dю поршня определяем исходя из наличия необходимых зазоров г и ю между стенками цилиндра и поршня в холодном состоянии.
Таблица 12 Значения монтажных зазоров между поршнем и стенкой цилиндра двигателя для неразрезных юбок поршней
Материал поршня |
Зазор |
Карбюраторный |
|
чугун |
г ю |
г = ю =
Установив Дr и Дю, определяем:
мм, и
мм.
Правильность установленных размеров Dr и Dю проверяют по формулам при жидкостном охлаждении:
где - и диаметральные зазоры в горячем состоянии между стенкой цилиндра и головкой поршня;
бц и бп - коэффициенты линейного расширения металла цилиндра и поршня, для алюминиевых поршней 1/град;
Тц, Тг, Тю - соответственно температура стенок цилиндра, головки и юбки поршня в рабочем состоянии;
Т0=2930С - начальная температура цилиндра и поршня.
При получении отрицательных значений и ( натяг) поршень непригоден к работе. В этом случае необходимо изменить значение монтажных зазоров, или предусмотреть разрез юбки поршня.
При нормальной работе поршня:
По элементам конструкции шатун разделяют на три основные части. В состав конструкции входят верхняя головка шатуна, стержень шатуна и нижняя головка шатуна. Размеры и форма верхней поршневой головки шатуна определяются размерами и способом крепления поршневого пальца.
Стержень шатуна имеет всегда форму двутаврового сечения. Длина шатуна определяется в соответствии с заданным значением отношения радиуса кривошипа к длине шатуна.
Кривошипные головки шатунов выполняются разъёмными. Нижнюю крышку кривошипной головки шатуна подтягивают шатунными болтами. Для ограничения массы шатуна и габаритных размеров нижней головки отверстия под шатунные болты максимально приближают к шатунной шейке коленчатого вала. Максимальная габаритная ширина нижней головки шатуна в плоскости размещения шатунных болтов не должна превышать диаметрального размера гильзы. Такое ограничение обеспечивает безприпятственное перемещение шатуна вверх при разборке двигателя.
Основные требования предъявляемые к конструкции нижней головке шатуна:
- высокая жёсткость,
- минимальные габаритные размеры,
- плавность формы,
- возможность демонтажа шатуна через отверстие гильзы цилиндра.
При работе двигателя шатун подвергается воздействию знакопеременных и инерционных сил, а в отдельных случаях эти силы создают ударные нагрузки. Поэтому шатуны изготавливают из углеродистых или легированных сталей, обладающих высокими пределами прочности. Шатуны современных карбюраторных двигателей изготавливают из сталей 40, 45, 45Г2, а дизелей - из сталей 18ХНМА, 18ХНВА и 40ХНМА.
Расчетными элементами шатунной группы являются: поршневая и кривошипная головки, стержень шатуна, шатунные вкладыши и шатунные болты.
Расчет поршневой головки шатуна
Максимальных значений силы нагрузок на поршневую головку шатуна достигают на участке процессов впуска и выпуска при положении поршня в верхней мёртвой точке. На определённых режимах работы двигателя максимальные напряжения разрыва могут приближаться к пределу текучести. Кроме напряжений разрыва и сжатия, в поршневой головке шатуна присутствуют предварительные напряжения от запрессовки втулки или поршневого пальца.
Поршневая головка шатуна во время процессов впуска и выпуска подвергается разрыву силами инерции Pjn поршневой группы, достигающими максимального значения при положении поршня в ВМТ и сжатию от силы давления газов Pz за вычетом инерции Pjn.
Таблица 13 Основные параметры поршневой головки шатуна
Наименование |
Обознач. |
Карбюраторные двигатели |
|
Внутр. диаметр поршневой головки Со втулкой |
|||
Наружный диаметр головки |
|||
Длина поршневой головки шатуна: |
|||
Минимальная радиальная толщина стенки головки |
|||
Радиальная толщина стенки втулки |
Напряжения в поршневой головке шатуна, возникающие от запрессовки в неё втулки и от различия коэффициентов расширения материалов втулки и головки, характеризуются суммарным натягом.
где:
- натяг посадки бронзовой втулки.
, 1/град - термический коэффициент расширения бронзовой втулки;
, 1/град - термический коэффициент расширения стальной головки;
- средняя температура подогрева головки и втулки при работе двигателя. Принимаю
Удельное давление от суммарного натяга на поверхности соприкосновения втулки с головкой, Мпа
где: = 0,3 - коэффициент Пуассона;
- модуль упругости стального шатуна и пальца, МПа;
- модуль упругости бронзовой втулки, МПа.
- соответственно, наружный диаметр поршневой головки, наружный и внутренний диаметр поршневого пальца, мм.
Напряжения от суммарного натяга на внешней и внутренней стороне поверхностей поршневой головки определяются по формуле Ляме:
- На внешней поверхности:
МПа
- На внутренней поверхности:
МПа.
Расчет кривошипной головки шатуна.
Нижние головки шатунов автотракторных двигателей делают разъемными с упрочняющими приливками и ребрами жескости. Основная их половина вместе со стержнем, а крышку нижней головки скрепляют с основной двумя шатунными болтами.
Таблица 14 Основные конструктивные размеры кривошипной головки шатуна
Наименование |
Обознач. |
Формула для расчёта |
|
Диаметр шатунной шейки |
|||
Толщина стенки вкладыша: - тонкостенного |
|||
Расстояние между шатунными болтами |
|||
Длина кривошипной головки |
Расчет кривошипной головки шатуна сводится к определению напряжения изгиба в среднем сечении крышки головки от инерционных сил Pjp, имеющих максимальное значение в начале впуска (ц=0) при работе двигателя на режиме максимальной частоты вращения при холостом ходе:
Где - масса крышки кривошипной головки, кг;
кг.
Напряжение изгиба крышки с учетом совместной деформации вкладышей:
где Сб - расстояние между шатунными болтами, м;
Jв и J - момент инерции расчетного сечения соответственно вкладыша и крышки;
м4;
м4;
WИЗ - момент сопротивления расчётного сечения крышки, в м3
r1 - внутренний радиус кривошипной головки
м
Fг - суммарная площадь крышки м вкладыша в расчётном сечении, в м2
Fг =28*0,5(59-45)=0,000196 мм
Расчет стержня шатуна
Стержень шатуна в автотракторных двигателях имеет обычно двутавровое сечение, обладающее большой жескостью при малой массе. В некоторых случаях в них просверливают канал для подачи масла к подшипнику верхней головки шатуна. Площадь поперечного сечения имеет переменную величину. Обычно обеспечивает плавный переход от стержня к головкам, что способствует повышению общей жёсткости шатуна.
Сила, сжимающая стержень шатуна, достигает максимального значения в начале рабочего хода при PZД и определяется по формуле:
Таблица 15 Основные параметры стержня шатуна
Размеры стержня Шатуна |
Карбюраторные двигатели |
|
мм |
||
мм |
||
мм |
||
м |
Разрывающая сила при положении поршня в ВМТ:
Стержень шатуна рассчитывают по минимальному сечению , расположенному под поршневой головкой в зоне максимальной концентрации напряжений или по среднему значению поперечного сечения стержня шатуна.
Максимальные напряжения от силы сжатия в сечении В-В
В плоскости качания шатуна
Коэффициент учитывающий влияние продольного изгиба шатуна в плоскости его качания :
Момент инерции сечения В-В относительно оси х-х, м4:
Площадь среднего сечения стержня шатуна, мм2.
В плоскости, перпендикулярной плоскости качания шатуна
Коэффициент учитывающий влияние продольного изгиба шатуна в плоскости его качания :
Длинна стержня шатуна между поршневой головкой и нижней головкой шатуна:
Момент инерции сечения В-В относительно оси у-у, м4:
Минимальное напряжение, возникающее в сечении В - В от растягивающей силы Рр, определяется в плоскости качания шатуна и в перпендикулярной плоскости.
Минимальное напряжение от растягивающей силы
где Pp - сила растягивающая шатун, кН
Среднее напряжение и амплитуды цикла:
uде Rу=1.2+1.8*10-4*(1000-400)=1.308
ем=0,88
еп=1,8
запас прочности в сечении B - B определяется по пределу усталости:
Расчет шатунных болтов.
Шатунные болты или шпильки при любых разъемах головок относятся относятся к исключительно ответственным деталям, обрыв которых связан с тяжелыми аварийными последствиями, поэтому их изготавливают весьма тщательно, с плавным переходами между элементами конструкций, и подвергают термообработке. Изготавливают их из стали 35Х, 40Х, 35МА.
Шатунные болты во врмя работы двигателя подвергаются растяжению от действия сил инерции поступательно движущихся масс поршня и шатуна и вращающихся масс, расположенных над плоскостью разъёма кривошипной головки. Силы инерции стремятся разорвать болты. Кроме того, болты испытывают растяжение от предварительной затяжки.
Силы предварительной затяжки
МН,
где - число шатунных болтов.
Суммарная сила, растягивающая болт
МН,
где х=0,2 - коэффициент основной нагрузки резьбового соединения. По опытным данным, коэффициент х изменяется в пределах от 0,15…0,25. С уменьшением диаметра шатунного болта значение х также уменьшается.
Максимальное и минимальное напряжения, возникающие в болте, определяем в сечении по внутреннему диаметру резьбы:
МПа
МПа
где - внутренний диаметр резьбы болта, мм;
- номинальный диаметр болта, мм;
- шаг резьбы, мм.
Мпа;
Мпа;
Мпа;
где :
Вычисляем запас прочности по пределу текучести:
Список используемой литературы
1. А.И. Колчин, В.П. Демидов “Расчет автомобильных и тракторных двигателей.” - М.: Высшая школа, 1980 г.
2. В.М. Архангельский, М.М. Вихерт, А.Н. Воинов и др. “Автомобильные двигатели” Под ред. М.С. Ховаха - М.: Машиностроение, 1977 г.
3. А.А. Егоров “Автомобильные двигатели: методические указания к курсовой работе для студентов специальности 280140” ВКГТУ. - Усть-Каменогорск, 2005 г.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Состав и функции основных элементов вспомогательного энергетического комплекса судна. Обоснование оптимального режима работы вспомогательных двигателей. Расчет топливной системы судовой энергетической установки. Выбор водоопреснительной установки.
дипломная работа [860,5 K], добавлен 04.02.2016Выбор исходных данных к расчету энергетической установки: параметров окружающей среды, физико-химической характеристики топлива. Тепловой расчет параметров и показателей рабочего цикла двигателя. Расчет параметров кривошипно-шатунного механизма.
курсовая работа [172,0 K], добавлен 07.04.2011Частота вращения коленчатого вала. Выбор топлива. Средний элементарный состав бензинового топлива. Процессы впуска, сжатия, сгорания, расширения и выпуска. Индикаторные и эффективные параметры рабочего цикла. Основные параметры цилиндра и двигателя.
курсовая работа [905,1 K], добавлен 28.01.2015Головка и блок цилиндров. Кривошипно-шатунный механизм. Механизм газораспределения. Система смазки двигателя. Размещение запаса топлива на автомобиле. Выбор и обоснование конструктивных и эксплуатационных параметров для теплового расчета. Процесс впуска.
курсовая работа [99,2 K], добавлен 19.03.2014Характеристики дизельного топлива: маркировка, свойства и показатели. Эксплуатационные требования к качеству дизельного топлива, влияющие на работу двигателя. Низкотемпературные свойства дизельного топлива. Физическая и химическая стабильность топлива.
курс лекций [103,5 K], добавлен 29.11.2010Характеристика судна и общесудовых систем. Выбор типа пропульсивной установки. Обоснование и характеристики типа передачи мощности двигателя к движителю. Комплектация систем энергетической установки с определением мощности приводов механизмов систем.
курсовая работа [113,0 K], добавлен 05.12.2012Общая характеристика использования ядерных энергетических установок в морском транспорте. Обоснование выбора энергетической установки ледокола. Расчет мощности двигателя, турбины. Технология изготовления и монтажа трубопроводов системы гидравлики.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 16.07.2015Произведение теплового расчета топлива, параметров рабочего тела, окружающей среды, остаточных газов, процессов впуска, сжатия, сгорания, расширения, эффективных показателей цилиндра. Построение внешней скоростной характеристики бензинового двигателя.
дипломная работа [532,0 K], добавлен 18.04.2010Тепловой расчет рабочего цикла. Процессы впуска, сжатия, сгорания и расширения. Эффективный расход топлива. Составление теплового баланса двигателя. Построение индикаторной диаграммы. Анализ внешней скоростной характеристики. Расчёт системы охлаждения.
курсовая работа [178,6 K], добавлен 19.11.2014Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. Общее устройство топливной системы. Устройство и работа карбюраторного двигателя К-126Б. Подача топлива, очистка воздуха, подогрев горючей смеси. Техническое обслуживание узлов и приборов подачи топлива.
контрольная работа [36,9 K], добавлен 06.03.2009Дизельные энергетические установки на речных транспортных судах. Выбор главных двигателей. Расчет элементов судовой передачи, систем энергетической установки. Система водяного охлаждения и сжатого воздуха. Топливная, масляная и газовыпускная системы.
курсовая работа [117,8 K], добавлен 26.10.2015Выбор главного двигателя энергетической установки танкера. Анализ ресурсов и выбор схемы утилизации тепловых потерь двигателя. Выбор вспомогательного и утилизационного котла. Опреснительная установка, судовая электростанция. Монтаж оборудования установки.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 17.01.2015Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания, параметры окружающей среды и остаточных газов. Описание процессов впуска, сжатия, сгорания, расширения и выпуска. Индикаторные параметры рабочего цикла. Характеристика эффективных показателей двигателя.
курсовая работа [786,4 K], добавлен 22.03.2013Характеристика района проектирования транспортной развязки. Обоснование категории пересекающихся дорог и скорости движения на съездах транспортной развязки. Расчет параметров геометрических элементов съездов. Составление продольного профиля местности.
курсовая работа [486,0 K], добавлен 23.02.2016Описание судовой энергетической установки лесовоза дедвейтом 13400 тонн. Расчет буксировочной мощности, судовой электростанции, вспомогательной котельной установки. Анализ эксплуатации систем смазки главного двигателя. Охрана труда и окружающей среды.
дипломная работа [867,0 K], добавлен 31.03.2015Проектирование систем, входящих в состав судовой энергетической установки, подбор оборудования систем. Определение расположения в машинном отделении подобранного оборудования судовой энергетической установки. Расчет основных параметров валопровода.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 19.06.2015Тепловой расчёт эффективных показателей карбюраторного двигателя ВАЗ 2106. Удельный эффективный расход топлива, среднее давление, КПД. Расчёт элементов системы охлаждения. Целесообразность использования двигателя в качестве привода легковых автомобилей.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 29.05.2009Показатели технического состояния топливной аппаратуры. Влияние качества очистки топлива на работу техники. Факторы, влияющие на производительность насосных элементов и неравномерность подачи топлива. Главные особенности проверки и регулировки форсунок.
реферат [350,9 K], добавлен 16.12.2013Анализ показателей судна и его энергетической установки. Определение параметров согласованного гребного винта. Расчет вспомогательной котельной установки. Система сжатого воздуха. Расчет нагрузки на судовую электростанцию и выбор дизель-генератора.
курсовая работа [602,2 K], добавлен 19.12.2011Определение облика самолета и силовой установки на базе двигателей разных типов. Потребные и располагаемые тяговые характеристики. Необходимый запас топлива на борт. Анализ массового баланса самолета. Термодинамический расчет двигателя на взлётном режиме.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 20.03.2013