Расчет автомобильного двигателя (ЗИЛ-130 V8)

Автор: Пользователь скрыл имя, 06 Декабря 2012 в 13:10, курсовая работа

Описание работы

Тепловой расчет является первым этапом проектирования, на основе которого определяются мощностные и экономические показатели двигателя, а также намечаются пути их дальнейшего улучшения. Тепловой расчет дает исходные данные для кинематического, динамического расчетов, а также расчетов теплонапряженного состояния основных деталей двигателя.
Основой теплового расчета является условный цикл, промежуточный между идеальным термодинамическим и действительным, осуществляемым в реальном ДВС. При этом учитываются различные потери в рабочем цилиндре, свойства реального рабочего тела и другие отклонения от идеального термодинамического цикла.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ……….…………………………………………………………….4
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ………………………………………………………6
Тепловой расчет…………………………………………………………….6
Процесс впуска …………..………………………………………………..11
Процесс сжатия…………………………………………………………….15
Процесс сгорания…………………………………………………………..19
Процессы расширения и впуска…………………………………………..25
Индикаторные параметры рабочего цикла………………………………26
Эффективные показатели двигателя……………………………………...28
Построение индикаторной диаграммы…………………………………...30
ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС………………………………………………………35
СКОРОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ…………………...40
РАСЧЕТ КИНЕМАТИКИ И ДИНАМИКИ ДВИГАТЕЛЯ……………...46
Кинематика…………………………………………………………………46
Динамика……………………………………………………………………47
Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма………….48
РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ…………………………………………………53
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………….56
ПРИЛОЖЕНИЕ А Индикаторная диаграмма…………………………….57
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Внешняя скоростная характеристика двигателя…….58
ПРИЛОЖЕНИЕ В Графики динамического расчета……………………..59

Скачать полностью (384.09 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Работа содержит 11 файлов

ВВЕДЕНИЕ+.docx

— 33.05 Кб (Открыть, Скачать)

диаграмма.bak

— 49.52 Кб (Скачать)

диаграмма.cdw

— 49.62 Кб (Скачать)

Индикаторная диаграмма.bak

— 51.71 Кб (Скачать)

Индикаторная диаграмма.cdw

— 55.71 Кб (Скачать)

коростные.bak

— 44.75 Кб (Скачать)

коростные.cdw

— 47.66 Кб (Скачать)

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА ПО ЭНЕРГЕТИЧ УСТАНОВКАМ .docx

— 181.52 Кб (Скачать)

 

При n = 1000 об/мин

 

При n = 1280 об/мин

 

При n = 1920 об/мин

 

При n = 2560 об/мин

 

 

При n=3200 об/мин

 

При n=3520 об/мин

 

 

Часовой расход топлива:

 

                                                                                    (3.7)

 

п

1000

1280

1920

2560

3200

3520

об/мин

 

2,33

7,21

14,99

24,5

33

33,68

кг/ч


 

     Для определения коэффициента наполнения необходимо задаться законом изменения α по частоте вращения.

При выбранном  законе изменения αх коэффициент наполнения:

 

                                    (3.8)

 

При n = 1000 об/мин

 

 

 

При n = 1280 об/мин

 

 

 

      При n = 1920 об/мин

 

 

 

При n = 2560 об/мин

 

 

 

При n=3200 об/мин

 

 

При n=3520 об/мин

 

 

 

По скоростной характеристике определяют коэффициент приспособляемости К, представляющий собой отношение максимального крутящего момента Me max к крутящему моменту MeN, при номинальной мощности:

 

 

                                                                                                          Таблица 4

Частота вращения коленчатого вала, мин-1

Параметры внешней скоростной характеристики

Ne, кВт

ge, г/(кВтч)

Me, Нм

GT, кг/ч

ηV

α

1000

8,35

277

80

2,33

0,32

0,86

1280

27,3

264

204

7,21

0,85

0,96

1920

59,52

252

296

14,99

1,17

0,96

2560

92,8

264

346

24,5

1,44

0,96

3200

110

300

328

33

1,55

0,96

3520

103

327

297

33,68

1,47

0,98


 

 

  1. РАСЧЕТ КИНЕМАТИКИ И ДИНАМИКИ ДВИГАТЕЛЯ

     4.1 Кинематика

Выбор λ и  длины Lш шатуна. В целях уменьшения высоты двигателя без значительного увеличения инерционных и нормальных сил величина отношения радиуса кривошипа к длине шатуна предварительно была принята в тепловом расчете λ = 0,285. При этих условиях

                                         Lш = R/ λ = 108,4/0,285 = 380,4 мм                           (4.1)

Перемещение поршня:

 

                 (4.2)

 

Расчет SX производится аналитически через каждые 30 угла поворота коленчатого вала. Для сокращения объема значения в таблице 4 даны

через 30 .

Таблица 5

   

SX, мм

  

Vп, м/с

  

j, м/с2

0

0

0

0

0

1,29

1569,3

30

0,1703

18,5

0,6256

2,27

1,011

1229,9

60

0,6088

65,99

0,9916

3,6

0,355

431,86

90

0,786

85,2

1

3,6314

-0,29

-352,79

120

1,6088

174,4

0,7404

2,69

-0,645

-784,65

150

1,9023

206,2

0,3744

1,36

-0,721

-877,11

180

2

216,8

0

0

-0,71

-863,73

210

1,9023

206,2

-0,3744

-1,36

-0,721

-877,11

240

1,6088

174,4

-0,7404

-2,69

-0,645

-784,65

270

0,786

85,2

-1

-3,6314

-0,29

-352,79051

300

0,6088

65,99

-0,9916

-3,6

0,355

431,86

330

0,1703

18,5

-0,6256

-2,27

1,011

1229,9

360

0

0

0

0

1,29

1569,3


 

Угловая скорость вращения коленчатого вала:

 

                    (4.3)

 

Скорость  поршня:

 

   (4.4)

 

Ускорение поршня:

 

                (4.5)

 

4.2 Динамика

     Силы давления газов. Индикаторную диаграмму, полученную в тепловом расчете, развертывают по углу поворота кривошипа по методу Брикса.

Поправка  Брикса: d

 

,                      (4.6)

 

где – масштаб хода поршня на индикаторной диаграмме.

Масштабы  развернутой диаграммы: давлений и  удельных сил ; полных сил , угла поворота кривошипа , или

 

,                   (4.7)

 

где OB – длина развернутой индикаторной диаграммы, мм

 

 

 

 

∆pг, МПа

j, м/с2

pj, МПа

p, МПа

tgβ

pN, МПа

  

pS, МПа

  

pK, МПа

  

pT, МПа

T, кН

Mкр.ц, Нм

0

0,085

1569

-221,5

-2,7

0,000

1,000

-2,73

+1

-2,74

0

0

0

0

-2,7

30

0,1

1230

-173,6

-2,185

-0,3

1,010

-2,14

+0,794

-1,68

+0,625

-1,33

-8,46

-380,7

-2,185

60

0,1

431,8

-60,96

-0,765

-0,17

1,031

-0,71

+0,281

-0,19

+0,993

-0,685

-4,36

-196,2

-0,765

90

0,1

-353

49,79

0,607

+0,2

1,043

+0,76

-0,295

-0,22

+1

+0,73

+4,64

+208,8

+0,607

120

0,1

-785

110,77

1,387

+0,38

1,031

+1,55

-0,719

-1,08

+0,740

+1,11

+7,06

+317,7

+1,387

150

0,1

-877

123,84

1,564

+0,24

1,010

+1,72

-0,938

-1,6

+0,376

+0,64

+4,07

+183,15

+1,564

180

0,1

-864

121,94

1,545

0,000

1,000

+1,67

-1

-1,67

0

0

0

0

+1,545

210

0,1

-877

123,99

1,564

-0,24

1,010

+1,72

-0,938

-1,6

-0,376

-0,64

-4,07

-183,53

+1,564

240

0,1

-785

110,7

1,387

-0,36

1,031

+1,55

-0,719

-1,08

-0,740

-1,19

-7,57

-340,65

+1,387

270

0,2

-353

49,798

1,542

-0,21

1,043

+0,87

-0,295

-0,24

-1

-0,83

-5,28

-237,6

+1,542

300

0,35

431,8

-60,9

1,22

-0,11

1,031

-0,45

+0,281

-0,12

-0,993

0,437

2,78

+125,1

+1,22

330

0,8

1230

-173,6

-1,22

-0,18

1,010

-1,23

+0,794

-0,97

-0,625

0,76

4,38

+217,4

-1,22

360

1,5

1569

-221,5

-1,33

0,000

1,000

-1,33

+1

-1,33

0

0

0

0

-1,33

370

4,75

1460

-206,1

2

+0,1

1,001

+2,002

+0,976

+1,95

+0,222

+0,44

+2,8

+126

2

390

3,8

1230

-173,6

1,58

+0,23

1,010

+1,6

+0,794

+1,25

+0,625

+0,99

+6,3

+283,5

1,58

420

1,75

431,8

-60,96

1,38

+0,35

1,031

+1,42

+0,281

+0,39

+0,993

+1,37

+8,7

+391,4

1,38

450

1,05

-353

49,798

1,68

+0,5

1,043

+1,75

-0,295

-0,5

+1

+1,68

10,7

+481,5

1,68

480

0,75

-785

110,77

2,15

+0,54

1,031

+2,22

-0,719

-1,55

+0,740

+1,59

10,1

+457,5

2,15

510

0,5

-877

123,83

2,1

0,3

1,010

+2,12

-0,938

-1,97

+0,376

+0,79

5,02

+226

2,1

540

0,2

-864

121,94

1,77

0,000

1,000

+1,77

-1

-1,77

0

0

0

0

1,77

570

0,1

-877

123,83

1,7

-0,24

1,010

+1,72

-0,938

-1,6

-0,376

-0,64

-4,07

-183,2

+1,7

600

0,1

-785

110,77

1,5

-0,38

1,031

+1,55

-0,719

-1,08

-0,740

-1,11

-7,06

-317,7

+1,5

630

0,1

-353

49,798

0,73

-0,22

1,043

+0,76

-0,295

-0,22

-1

-0,73

-4,64

-208,8

+0,73

660

0,1

431,8

-60,96

-0,69

+0,17

1,031

-0,71

+0,281

-0,19

-0,993

-0,685

+4,36

+196,3

-0,69

690

0,1

1230

-173,6

-2,12

+0,3

1,010

-2,14

+0,794

-1,68

-0,625

-1,33

+8,46

+380,7

-2,12

720

0,1

1569

-221,5

-2,73

0,000

1,000

-2,73

+1

-2,73

0

0

0

0

-2,73





      По развернутой диаграмме через каждые 30 угла поворота кривошипа

определяют  значения ∆pг и заносят в гр. 2 свободной таблицы 6

Таблица 6

 

4.3 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма.

С учетом диаметра цилиндра, отношения S/D, рядного расположения цилиндров и достаточно высокого pz значения устанавливаются:

Масса поршневой  группы (для поршня из алюминиевого сплава принято):

 

                    (4.8)

Масса шатуна (для стального ковального шатуна принято):

                        (4.9)

 

Масса неуравновешенных частей одного колена вала без противовесов (для литого чугунного вала принято):

 

                    (4.10)

 

Масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца:

 

                  (4.11)

 

Масса шатуна, сосредоточенная на оси кривошипа:

 

                  (4.12)

 

Массы, совершающие  возвратно-поступательно движение:

 

                 (4.13)

 

Массы, совершающие  возвратно-поступательно движение:

 

                       (4.14)

 

Удельные  и полные силы инерции. Из таблицы 4 переносят значения j в гр. 3 таблицы 5 и определяют значения удельной силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс (гр. 4):

 

      (4.15)

 

Центробежная  сила инерции вращающихся масс:

 

             (4.16)

 

Центробежная  сила инерции вращающихся масс шатуна:

 

             (4.17)

 

Центробежная  сила инерции вращающихся масс кривошипа:

 

                      (4.18)

 

Удельные  суммарные силы. Удельная сила (МПа), сосредоточенная на оси поршневого пальца (гр. 5):

                                              (4.19)

 

Удельная  нормальная сила (МПа) . Значения определяются для λ = 0,285 и заносят в гр. 6, а значения pN в гр. 7.

Удельная  сила (МПа), действующая вдоль шатуна (гр. 9):

 

.                                          (4.20)

 

Удельная  сила (МПа), действующая по радиусу  кривошипа (гр. 11):

 

                                   (4.21)

 

Удельная (гр. 13) и полная (гр. 14) тангенциальные силы  (МПа и кН):

                                    (4.22)

 и

                                                                       (4.23)

  

По данным таблицы 5 строят графики изменения  удельных сил pj, p, pS, pN, pK и pT в зависимости от изменения угла поворота коленчатого вала φ.

Среднее значение тангенциальной силы за цикл:

По данным теплового расчета:

 

            (4.24)

 

Крутящие  моменты. Крутящий момент одного цилиндра (гр. 15):

 

                              (4.25)

 

Период изменения  крутящего момента четырехтактного  двигателя с равными интервалами  между вспышками:

 

                                                                             (4.26)

 

Суммирование  значений крутящих моментов всех восьми цилиндров двигателя осуществляется табличным методом (таблица 6) через каждые 30 угла поворота коленчатого вала и по полученным данным строится кривая Мкр в масштабе ММ= 10 Нм в мм.

 

 

 

 

 

 

Таблица 7

φ

Цилиндры

Мкр, Нм

1

2

3

4

φ

кривошипа

Мкр.ц, Нм

φ

кривошипа

Мкр.ц, Нм

φ

кривошипа

Мкр.ц, Нм

φ

кривошипа

Мкр.ц, Нм

0

0

0

180

0

360

0

540

0

0

30

30

-380,7

210

-183,5

390

283,8

570

-183,2

-464

60

60

-196,2

240

-340,65

420

391,5

600

-317,7

-459,5

90

90

208,8

270

-237,6

450

481,5

630

-208,8

243,9

120

120

317,7

300

125,1

480

454,5

660

196,2

+1093,5

150

150

183,15

330

217,35

510

226

690

196,2

957

180

180

0

360

0

540

0

720

0

0

Цилиндры

Мкр, Нм

5

6

7

8

φ

кривошипа

Мкр.ц, Нм

φ

кривошипа

Мкр.ц, Нм

φ

кривошипа

Мкр.ц, Нм

φ

кривошипа

Мкр.ц, Нм

0

0

180

0

360

0

540

0

0

30

-380,7

210

-183,5

390

283,8

570

-183,2

-464

60

-196,2

240

-340,65

420

391,5

600

-317,7

-459,5

90

208,8

270

-237,6

450

481,5

630

-208,8

243,9

120

317,7

300

125,1

480

454,5

660

196,2

+1093,5

150

183,15

330

217,35

510

226

690

196,2

957

180

0

360

0

540

0

720

0

0

Силы даления газов.cdw

— 59.64 Кб (Скачать)

СОДЕРЖАНИЕ.docx

— 41.93 Кб (Открыть, Скачать)

ТИТУЛЬНИК+.docx

— 14.45 Кб (Открыть, Скачать)

Информация о работе Расчет автомобильного двигателя (ЗИЛ-130 V8)