Курсовая на тему Организация автомобильных перевозок и безопасность движения выполнена прекрасно! Так я и отличником стану с этим автором...!!
Информация о работе
Подробнее о работе
ДВИГАТЕЛЬ АВТОМОБИЛЬНЫЙ
- 31 страниц
- 2018 год
- 41 просмотр
- 0 покупок
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
Содержание
1 Техническое задание на проектирование 3
2 Тепловой расчет автомобильного двигателя 4
2.1 Выбор и обоснование исходных данных 4
2.2 Методика теплового расчёта 6
2.3 Результаты теплового расчета автомобильного двигателя 11
3 Динамический расчет автомобильного двигателя 12
3.1 Выбор и обоснование исходных данных 12
3.2 Методика динамического расчета 13
3.2 Результаты динамического расчета автомобильного двигателя 15
4 Расчет деталей автомобильного двигателя на прочность 17
4.1 Расчет деталей цилиндровой группы 18
4.1.1 Расчет стенки цилиндра 18
4.1.2 Расчет силовых шпилек (болтов) крепления головки 18
4.2 Расчет деталей поршневой группы 21
4.2.1 Расчет поршня 21
4.2.2 Расчет поршневого пальца 25
4.2.3 Расчет поршневого пальца на прочность 25
4.2.4 Расчет давлений на поверхности пальца 27
4.2.5 Расчет поршневого кольца 27
Список используемой литературы 30
3.1 Выбор и обоснование исходных данных
Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна
λ== 0,275
Bыбрано среднее значение, чтобы одновременно сократить массу и высоту двигателя, и не на много увеличить силы инерции и нормальные боковые силы, действующие на зеркало цилиндра
Конструктивные массы подвижных частей кривошипно-шатунного механизма
Поршневая группа,
Шатунная группа ,
Распределение массы шатуна по осям верхней и нижней:
– на ось верхней головки ;
– на ось нижней головки .
Конструктивные массы КШМ, совершающие возвратно-поступательное движение:
Конструктивные массы КШМ, совершающие вращательное движение:
.
3.2 Методика динамического расчета
Значения функции хода поршня:
.
Значения fs () берутся для выбранного и соответствующих углов поворота .
Перемещения поршня:
где – полный ход поршня, замеренный на индикаторной диаграмме от линии ВМТ до линии НМТ по оси V.
...
2.2 Методика теплового расчёта
Определение параметров конца впуска
Коэффициент остаточных газов:
Температура газов в конце впуска:
, К.
Давление газов в конце впуска:
, МПа.
Определение параметров конца сжатия
Давление газов в конце сжатия:
, МПа.
Температура газов в конце сжатия:
, К.
Определение параметров конца сгорания
Теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1 кг топлива:
– в киломолях:
, ;
– в килограммах:
, .
Количество свежей смеси перед сгоранием:
,;
Состав и количество продуктов сгорания
– при :
, ;
,;
, ;
, ;
, ;
,.
Потеря низшей теплоты сгорания топлива вследствие теоретического недостатка воздуха (определяется только при ):
,.
Химический и действительный коэффициенты молекулярного изменения:
, .
Средняя мольная теплоемкость свежей смеси перед сгоранием:
, .
Коэффициенты для определения средней мольной теплоемкости продуктов сгорания:
– при :
,
;
Средняя мольная теплоемкость остаточных газов перед сгоранием:
, .
...
3.2 Методика динамического расчета
Значения функции хода поршня:
.
Значения fs () берутся для выбранного и соответствующих углов поворота .
Перемещения поршня:
где – полный ход поршня, замеренный на индикаторной диаграмме от линии ВМТ до линии НМТ по оси V. Величины S откладываются от линии ВМТ на отрезке, расположенном под индикаторной диаграммой. Из концов полученных отрезков проводятся тонкие вертикальные линии до пересечения с полным контуром диаграммы. Это необходимо для построения развернутой индикаторной диаграммы в координатах P - .
Избыточное давление газов в цилиндре:
, МПа.
Избыточное давление газов в цилиндре измеряется в соответствующем масштабе вертикальными отрезками между атмосферной линией и линией контура индикаторной диаграммы, проведенными для соответствующих углов на расстоянии от ВМТ.
Функция ускорения поршня:
.
Значения функции берутся с соответствующими знаками для выбранного и заданных углов поворота.
...
3.2 Результаты динамического расчета автомобильного двигателя
Динамический расчет по описанной выше методике был выполнен с использованием прикладной программы, разработанной на кафедре «Автомобили и двигатели». Результаты расчёта сведены в таблицу 2
Таблица 2
φ, °п.к.в.
МПа
, МПа
T, МПа
Mi*100, Нм
Z, МПа
Zp, МПа
1.0000
-1.8461
-1.8561
0
0
-1.8561
-2.9285
11.0000
-1.8001
-1.8101
-0.3995
-0.0085
-1.7676
-2.8400
21.0000
-1.6656
-1.6756
-0.7219
-0.0154
-1.5204
-2.5928
31.0000
-1.4530
-1.4630
-0.9074
-0.0194
-1.1655
-2.2379
41.0000
-1.1783
-1.1883
-0.9273
-0.0198
-0.7731
-1.8455
51.0000
-0.8616
-0.8716
-0.7884
-0.0168
-0.4164
-1.4887
61.0000
-0.5249
-0.5349
-0.5288
-0.0113
-0.1539
-1.2262
71.0000
-0.1902
-0.2002
-0.2064
-0.0044
-0.0181
-1.0905
81.0000
0.1227
0.1127
0.1165
0.0025
-0.0117
-1.0840
91.0000
0.3982
0.3882
0.3882
0.0083
-0.1110
-1.1834
101.0000
0.6256
0.6156
0.5762
0.0123
-0.2775
-1.3498
111.0000
0.8003
0.7903
0.6703
0.0143
-0.4689
-1.5413
121.0000
0.9231
0.9131
0.6788
4.1.1 Расчет стенки цилиндра
Толщина стенки цилиндра (гильзы) ц выбирается из условий достаточной жесткости и обеспечения достаточного количества ремонтных расточек.
Стенка цилиндра двигателя водяного охлаждения проверяется на разрыв по образующей от внутреннего давления газов при вспышке PzM на режиме максимального крутящего момента, м:
,
где D =0,0816 - диаметр цилиндра, м;
[] - допускаемое нормальное напряжение на разрыв, МПа:
для чугуна составляет от 40 МПа до 60 МПа,
PzM = 8,16 - давление газов в цилиндре при вспышке на режиме максимального крутящего момента (из теплового расчета), МПа.
4.1.2 Расчет силовых шпилек (болтов) крепления головки
Силовые шпильки (болты) крепления головки проверяются на усталостную прочность от газовых сил и усилия предварительной затяжки.
За расчетный режим следует принять режим максимального крутящего момента. Материал шпильки – сталь 40Х.
Диаметр шпилек (болтов) ориентировочно может быть определен на основании статистических данных
d = (0.12 - 0.
...
4.2.1 Расчет поршня
Днище поршня проверяется на поперечный изгиб как круглая плита, свободно опирающаяся на кольцо и нагруженная равномерно распределенной нагрузкой максимального давления газов при вспышке на режиме максимального крутящего момента PzM.
Максимальное напряжение изгиба в диаметральном сечении днища поршня равно:
,
где PzM - максимальное давление газов при вспышке на режиме максимального крутящего момента, МПа;
Di - внутренний диаметр головки поршня в зоне первого поршневого кольца, м;
- толщина днища поршня без ребер, м;
[и] =20…25 - допустимое нормальное напряжение изгиба для алюминиевых сплавов, МПа.
Так как напряжение значительно превышает допустимое, то устанавливаем ребра жесткости на днище поршня.
При наличии ребер жесткости на днище поршня допускаемые напряжения увеличиваются в 3 - 4 раза.
Сечение "X - X" головки поршня на уровне нижнего маслосъемного кольца, ослабленное отверстиями для отвода масла, проверяется на сжатие и разрыв.
...
4.2.2 Расчет поршневого пальца
Максимальное напряжение в пальцах двигателей внутреннего сгорания имеет место на режиме максимального крутящего момента.
Газовая сила, передающаяся через палец от поршня на верхнюю головку шатуна, МН:
= 7,18·0,007 = 0,05026 МН,
где - давление газов при вспышке на режиме максимального крутящего момента, МПа;
- площадь поршня, м2.
Сила инерции поршневой группы, передающаяся на верхнюю головку шатуна, МН:
,
Pjпп=-150·0,007·0,0475·231,312·(1+0,25) ·10-6=-0,003336 МН,
где - конструктивная масса поршневой группы, принятая в динамическом расчете, кг/ м2;
=·0,5·nN/30=3,14·0,5·4420/30=231,31рад/с
- угловая скорость вращения коленчатого вала на режиме максимального момента, рад/с;
R - радиус кривошипа, м;
= R/L - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна, принятое в динамическом расчете.
...
4.2.3 Расчет поршневого пальца на прочность
Нормальные напряжения поперечного изгиба в опасном сечении в середине поршневого пальца, МПа,
,
Касательные напряжения от среза пальца в опасных сечениях, расположенных между бобышками и верхней головкой шатуна, МПа:
,
Максимальная овализация (наибольшее увеличение горизонтального диаметра) подсчитывается для средней, наиболее нагруженной части пальца, мм:
.
В этих формулах:
- отношение внутреннего диаметра пальца di к наружному dп; для карбюраторных двигателей п= 0,65;
Е - модуль упругости первого рода для материала пальца (для легированных сталей Е = 2,2105 МПа);
lп=0,0741 - длина поршневого пальца, м;
b=0,0285- расстояние между торцами бобышек поршня, м;
lвг=0,04275 - длина опорной поверхности поршневого пальца во втулке верхней головки шатуна, м;
[и] = (100...250) - допускаемое нормальное напряжение изгиба, МПа;
[ср] = (60...250) - допускаемое касательное напряжение среза, МПа;
[d] = (0,005...
...
4.2.5 Расчет поршневого кольца
Поршневое кольцо проверяется на поперечный изгиб как защемленная консоль, нагруженная распределенной нагрузкой по заданной эпюре от действия собственных сил упругости при установке кольца в цилиндр.
Среднее радиальное давление кольца на стенку цилиндра, МПа, должно обеспечивать достаточную герметичность камеры сгорания при минимально возможных потерях на трение и незначительных износах самих колец и цилиндров:
,
где Е = 1,1105 МПа - модуль упругости первого рода для колечного чугуна;
А0- зазор в замке поршневого кольца в свободном состоянии;
t - радиальная толщина кольца;
D - диаметр цилиндра.
По статистическим данным:
= 25 при D= 0,095 м;
= 3.
Максимальное напряжение поперечного изгиба кольца в рабочем состоянии:
,
при надевании кольца на поршень:
,
В этих формулах:
m = 1,57 - коэффициент, зависящий от способа надевания кольца на поршень;
[] = 220...450 - допускаемое напряжение изгиба для колечного чугуна, МПа.
...
Список используемой литературы
1. Колчин А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: учеб. пособие/ А.И. Колчин, В.П. Демидов. М.: Высшая школа, 1980. – 400с., ил.
2. Кривошипно-шатунный механизм: методические указания/ сост. А.М. Сычев. – Саратов: СГТУ имени Гагарина Ю.А., 2005. – 29 с.
3. Автомобильные двигатели: методические указания/ сост. А.М. Сычев. – Саратов: СГТУ имени Гагарина Ю.А., 2008. – 34 с.
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
