Рефетека.ру / Промышленность и пр-во

Курсовая работа: Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

(ФГОУ ВПО)

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТРАКТОРЫ И АВТОМОБИЛИ


КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Автомобильные двигатели»


Благовещенск 2009

Введение


Особенности и тенденции развития конструкций автомобильных и тракторных двигателей полностью определяются требованиями, предъявляемыми к автомобилям и тракторам промышленностью и сельским хозяйством. Эти требования сводятся к обеспечению максимальной производительности автомобиля и трактора, минимальной стоимости перевозок и выполняемых трактором работ при надёжной и безопасной их работе. Основные требования, предъявляемые к автомобильным и тракторным двигателям, следующие:

1. Развитие необходимой мощности двигателей при различных скоростях движения автомобиля (или трактора); обладание хорошей приёмистостью при трогании автомобиля (или трактора) с места и при изменении его рабочих режимов.

2. Максимально возможная экономичность на всех режимах работы.

3. Простота конструкции, упрощающая условия выпуска и последующих ремонтов автомобильных и тракторных двигателей и облегчающая условия их обслуживания и эксплуатации.

4. Низкая производственная стоимость, достигаемая за счёт обеспечения технологичности конструкции деталей автомобильных и тракторных двигателей, снижения их веса и применения полноценных заменителей металлов.

5. Возможно меньший удельный и литровый веса двигателя, достигаемые без снижения надёжности и долговечности его работы.

6. Малые габариты двигателя.

7. Максимально целесообразное уравновешивание двигателя и необходимая равномерность хода.

8. Удобство в эксплуатации, а также простота и удобство ремонта и технического обслуживания в гаражных, дорожных и полевых условиях.

9. Высокая надёжность и долговечность работы.

В соответствии с перечисленными требованиями конструкции отечественных автомобильных и тракторных двигателей развиваются и совершенствуются в направлениях максимального их соответствия условиям эксплуатации, повышения экономичности и снижения себестоимости.


Тепловой расчет двигателя


1. Выбор исходных данных


Одним из важнейших разделов курсовой работы по расчету ДВС является выбор исходных данных для теплового расчета.

Правильный выбор указанных данных гарантирует малые затраты при его доводке двигателей и высокий уровень технико-экономических показателей при эксплуатации.


1.1.1 Степень сжатия

Степень сжатия в автотракторных дизелях обычно находится в пределах от 14 до 22 и выбирается из условий обеспечения хороших пусковых качеств и надежной эксплуатации. С увеличением степени сжатия экономичность дизеля улучшается, однако при этом растут тепловые нагрузки на детали поршневой группы и увеличиваются износы.

Выбор степени сжатия для дизелей прежде всего определяется формой камеры сгорания и способом смесеобразования. В зависимости от этих параметров значение степени сжатия 8 у дизелей находятся по справочным данным (табл. 1.).


1.1.2 Размеры цилиндра и скорость поршня

Размерами цилиндра – диаметр и ход поршня являются конструктивными основными параметрами двигателя. Диаметр цилиндра D определяется по ниже приведенной формуле в соответствии с выбранной относительной величиной S/D, непосредственно связанной со скоростью поршня.


S/D=140/130=1.08

Где S – ход поршня, D-диаметр поршня.

Для автомобильных дизелей средняя скорость поршня при оптимальной частоте вращения варьирует в следующих пределах: 6,5…12 м/с. Для данного двигателя выбираем среднюю скорость поршня 10 м/с.


1.2 Процесс впуска


1.2.1 Давление в конце впускаРаиРк

Давление в конце впуска Ра – основной фактор, определяющий количество рабочего тела, поступающего в цилиндр двигателя. Обилие факторов, оказывающих влияние на Ра, затрудняет точное теоретическое определение этого давления. Давление в конце впуска Ра для двигателей без наддува с достаточной степенью точности может быть определено по формуле:


Ра=Ро (1–0,55n 10 -4) МПа

Ра=0,1033 (1–0,55* 2200* 10-4)=0,09 МПа

Где Р0 – атмосферное давление, МПа; n – число оборотов, об/мин.


1.2.2 Температура свежего заряда Т /0

Температура свежего заряда определяется по формуле:


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М, где Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М=288Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


T’0=20+288=308єK

Т0 – температура окружающей среды, Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М.

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М- приращение температуры свежего заряда, Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Т /0=308 Т0=288

1.2.3 Температура остаточных газов Tr

Эта температура зависит от ряда факторов, в том числе от состава смеси, частоты вращения, степени сжатия и др. При номинальном режиме температура остаточных газов варьирует в пределах Tr=700…900Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Tr=800Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


1.2.4 Давление в конце впуска Pr

Это давление зависит от нагрузки, частоты вращения, сопротивления выпускной системы газораспределения и др. С достаточной степенью точности для двигателей без наддува Pr можно определить по формуле:


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М, МПа

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М, МПа


1.2.5 Коэффициент наполнения

Коэффициент наполнения определяет мощностные показатели двигателя и зависит от особенностей впускной системы.

Для четырехтактных двигателей коэффициент наполнения находится по формуле: Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М; Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


1.2.6 Коэффициент остаточных газов

Коэффициент остаточных газов Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М определяется по формуле:


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М; Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


1.2.7 Температура конца впуска Тa

Температура конца впуска характеризует действие внешних конструктивных показателей на процесс впуска свежей горючей смеси в цилиндры двигателя и определяется по формуле:


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М; Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


1.3 Процесс сжатия


1.3.1 Температура и давление в конце сжатия

Сжатие свежего заряда в цилиндре двигателя внутреннего сгорания протекает в условиях непрерывного теплообмена между зарядом и стенками цилиндра и камеры сгорания, а также в условиях его утечек через зазоры в кольцах. Давление конца сжатия подсчитывается по формуле:


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М, МПа

А температура конца сжатия


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М, К


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Где n1 – показатель политропы сжатия.


1.4 Процесс сгорания


1.4.1 Определение действительного количества необходимого воздуха


Для определения параметров сгорания следует, прежде всего, определить количество, состав и теплоемкость газов до и после сгорания.

Количество молей газа в конце такта сжатия состоит из свежего заряда L и остаточных газов Mr.


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Выбрав состав топлива по С, Н2, О2 в процентах определяют теоретические количество кислорода О/, необходимое для сжигания 1 кг топлива


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М, кг

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М, кг


Соответственно теоретическое количество воздуха можно выразить по массе Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М и в киломолях L0


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М, кг и Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М, кмоль/кг

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М, кг Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М кмоль/кг


Значение Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М для современных автотракторных двигателей выбираем Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Действительное число молей воздуха и топлива состоит:


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М; Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М, где mT – молекулярная масса топлива.


Коэффициент остаточных газов можно также представить еще как отношение:Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М; Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Где Мr – количество молей остаточных газов. Тогда число молей перед началом сгорания можно записать


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М кмоль/кг


Состав продуктов М зависит от коэффициента избытка воздуха при Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37МПроектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М; Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М, кмоль/кг

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М=0,6835625+0,026=0,702


Действительный (расчетный) коэффициент молекулярного изменения, представляющий собой отношение числа молей газов в цилиндре после сгорания МZ и числу молей до сгорания МС


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


1.4.3 Уравнение сгорания для дизеля

Принимают, что сгорание протекает при V=const и P=const, а уравнение сгорания имеет следующий вид:

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37МПроектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37МНизшая удельная теплота сгорания топлива

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37МПроектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37МПроектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


1.5 Процесс расширения


В действительных циклах двигателей внутреннего сгорания расширение газов протекает по политропе с переменным показателем политропы расширения Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37Мна показатель политропы Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37Мвлияет ряд факторов, важнейшими из которых являются: догорание топливовоздушной смеси, утечка газов через кольца, интенсивность отвода тепла в охлаждающую среду и др.

Давление в конце расширения Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М определяется по следующим формулам для дизеля:


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М; Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М; Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М степень последующего расширения.

Температура в конце выпуска, Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М; Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


1.6 Процесс выпуска


Во время хода выпуска давления газов непрерывно меняется. Оно зависит от нагрузки, числа оборотов, фаз газораспределение и ряда других факторов.

Влияние всех этих факторов теоретически трудно учесть.

Поэтому давление выпуска Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37Мпринимают постоянным, равным среднему значению за выпуск.

Температура и давление конца выпуска определяется по вышеприведенным формулам.


1.7 Расчет индикаторных и эффективных показателей двигателя


1.7.1 Построение индикаторной диаграммы

Индикаторная диаграмма строится в верхнем левом углу листа формата А1.

Вначале надо выбрать масштабы диаграммы с таким расчетом, чтобы отношение высоты диаграммы к ее ширине было близко к 2:1.

Отрезок Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М, соответствующий в некотором масштабе ходу поршня или рабочему объему цилиндра, рекомендуется откладывать равным 100…150 мм

Отрезок Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М в мм, соответствующий объему камеры сгорания, находят из выражения:


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М; Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Отрезок Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М (в мм) для индикаторной диаграммы дизеля определяется по уравнению:


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М; Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Через точки, соответствующие объемам Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М произвести вертикальные линии. Через точку, соответствующую давлению Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М проводят линию атмосферного давления.

Определить ориентировочный масштаб давлений в МПа/мм для построения индикаторной диаграммы по формуле:


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М; Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


1.7.2 Определение среднего индикаторного давления

Среднее теоретическое индикаторное давление можно подсчитать по аналитической формуле:

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Действительное среднее индикаторное давление будет равно


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Где Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М- коэффициент, учитывающий скругление диаграмм;

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М-потеря среднего индикаторного давления на совершение вспомогательных ходов.


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


1.7.3 Среднее эффективное давление

Среднее эффективное давление определяется по уравнению


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Среднее давление механических потерь в двигателе Рт подсчитывается по следующим эмпирическим формулам, в МПа для дизеля

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М, МПа


1.7.4 Коэффициенты полезного действия

Индикаторный КПД рассчитывается по формуле:

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Где Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М- должна быть для двигателей, работающих на жидком топливе, в кДж/кг.

Механический КПД определяется по формуле


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Эффективный КПД


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


1.7.5 Удельный и часовой расходы топлива

Индикаторный и удельный расходы топлива подсчитываются по формулам:


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Часовой расход топлива для двигателей определяется из выражения в кг/ч

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


1.8 Основные размеры цилиндра и удельные показатели двигателя


Определяем одного цилиндра в литрах


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Выбрав отношение хода поршня S к диаметру D, определяем диаметр цилиндра


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37МПроектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М, мм


По значениям S и n проверить и сопоставить среднюю скорость поршня с ранее принятым значением по формуле:


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Для проектируемого двигателя необходимо рассчитать удельную поршневую мощность:

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Удельная литровая мощность


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


1.9 Тепловой баланс двигателя


Тепловой баланс оценивает распределение тепла, вносимого в двигатель топливом, идущего на полезную работу и на потери.

Количество теплоты, выделяемого при сгорании вводимого в двигатель топлива(1 кг).


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Тепло, идущее на индикаторную работу


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Тепло, используемое на эффективную работу


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Тепло, затраченное на работу трения и привод вспомогательных механизмов


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Тепло, унесенное с отработавшими газами


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Тепло, унесенное охлаждающей водой в сумме с неучетными потерями


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


1.10 Построение регуляторной характеристики тракторного дизеля


С достаточной степенью точности эффективной крутящий момент на безрегуляторной ветви характеристики тракторного дизеля в зависимости от скорости вращения коленчатого вала может быть описан следующим уравнением:


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Соответственно вычисляем значения Ме определяются эффективные мощности Nе по формуле:Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Максимальное значение частоты вращения холостого хода Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Определяется при максимальном скоростном режиме по формуле

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Значения эффективного удельного расхода топлива с прототипа на характеристику проектируемого двигателя или путем подсчета этих расходов для принятых значений частоты вращения по формуле:


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Зная Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М, Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М для заданных значений частоты вращения, по безрегуляторной ветви характеристики проектируемого двигателя, не трудно подсчитать значения часового расхода топлива по формуле:


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М (62)

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М кг/ч

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37Мкг/ч

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37Мкг/ч

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37Мкг/ч

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М кг/ч

Часовой расход топлива при максимальных холостых оборотах принимается равным 30% от расхода при максимальной мощности.


2. Кинематический расчет двигателя


2.1 Кинематика кривошипно-шатунного механизма


Величина инерционных усилий, а также частично усилий от давления газов, находится в зависимости от соотношения размеров, характеризующих кривошипный механизм. Такими размерами в центральном кривошипном механизме является радиус кривошипа r и длина шатуна l.

При неизвестном r и l задаемся величиной Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Для современных автомобильных и тракторных двигателей Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М изменяется в пределах.

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М или Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Для проектируемого двигателя значение Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М.

Радиус кривошипа равен Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37Мм.


2.2 Перемещение (путь) поршня


Перемещение поршня в метрах, в зависимости от угла поворота кривошипа Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М для двигателя с центральным кривошипно-шатунным механизмом с достаточной для практических расчётов точностью выражается следующим уравнением:


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М (63)


Таблица 1. Значение выражения Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Значение Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


0 30 60 90 120 150 180
0,278 0,000 0,169 0,604 1,130 1,604 1,901 2,000

Перемещение поршня будет равно

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37Мм.


2.3 Скорость поршня


При перемещении поршня скорость его движения является величиной переменой и при постоянном числе оборотов зависит только от изменения угла поворота кривошипа и величины Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М.

Взяв производную от перемещения поршня по углу поворота кривошипа и учитывая, сто угловая скорость коленчатого вала является постоянной, то есть Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37Мполучим:


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М. (64)


Угловая скорость будет равна

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М рад/с.


Значение множителя в уравнении (64) заключенного в скобки в зависимости от Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М приведены в таблице 2.


Таблица 2. Значения выражения Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Значение Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


0 30 60 90 120 150 180
0,278 0,000 0,622 0,990 1,000 0,742 0,378 0,000

Скорость поршня будет равна

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м/с,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м/с,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м/с,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м/с,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м/с,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м/с,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м/с.


Ускорение поршня


Ускорение поршня определяется как первая производная от скорости по времени:


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М (65)

Значение множителя в уравнении (65) заключенного в скобки в зависимости от Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М приведены в таблице 3.

Исходя из формулы (65), максимальное значение ускорения поршня м/с2, имеет место при Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М.


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М (66)


Пользуясь уравнением (65) данными таблицы 3, аналитическим путем определяют значение ускорения поршня для ряда значений угла Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М в интервале от 0 до 3600 и строят кривую Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М.


Таблица 3. Значение выражения Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Значение Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


0 30 60 90 120 150 180
0,278 1,278 1,005 0,361 0,278 0,639 0,727 0,722
Знак + + + - - - -

Ускорение поршня будет равно

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м/с2,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м/с2,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м/с2,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м/с2,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м/с2,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м/с2,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м/с2.

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


Динамический расчет двигателя


Сила давления газов


Во время работы двигателя на кривошипно-шатунный механизм действуют силы давления газов и силы инерции. Силы инерции масс кривошипно-шатунного механизма, движущихся с переменными по величине и направлению скоростями, возникают на всех режимах работы двигателя и для ряда деталей являются основными расчетными силами.

Для определения характера изменения сил по углу поворота коленчатого вала их величины определяют для ряда отдельных положений вала, обычно через каждые 30о.

Поправка по методу Брикса: Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Сила давления газов на поршень, Н


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М, (67)


где Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М – давление газов в цилиндре, МПа;

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М – давление окружающей среды, МПа;

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М – площадь поршня, м2, Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37Мм2

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н


Приведение масс кривошипно-шатунного механизма


Масса возвратно-движущихся частей m на основании сделанного выше допущения представляется суммой

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М, (68)


где Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М- масса поршневого комплекта, кг;

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М- масса шатуна, сосредоточенная в верхней головке и совершающая возвратно-поступательное движение, кг.

Масса неуравновешенных вращающихся частей равна:


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М, (69)


где Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М- неуравновешенная и редуцированная на радиус r масса одного колена (часть щек шатунной шейки коленчатого вала);

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М- масса шатуна, сосредоточенная в нижней головке и совершающая вращательное движение.

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М кг/м2, Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М кг;

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М кг/м2, Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М кг;

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М кг/м2, Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М кг.

При расчетах массы можно принять:

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М кг,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М кг

Масса возвратно-движущихся частей

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М кг

Масса неуравновешенных вращающихся частей равна:

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М кг


Силы инерции


Силы инерции, действующие в кривошипно-шатунном механизме, в соответствии с характером движения приведенных масс на силы инерции поступательного движущихся масс Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М и центробежной силы инерции вращающихся масс Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М.

Сила инерции от возвратно-поступательно движущихся масс определяется


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М, (70)


или


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М. (71)


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н.

Неуравновешенные вращающиеся части дают центробежную силу инерции


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М (72)

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н


Суммарные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме


Суммарные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме, определяются путем алгебраического сложения газовых сил и сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс.


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М. (73)


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н


Сила Т, направленная по касательной к траектории центра шейки кривошипа:


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М. (74)


Численное значение тригонометрической функции, входящей в уравнение тангенциальной силы Т, для различных λ и углов поворота коленчатого вала α приведены в таблице 4.


Таблица 4. Значение выражения Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М

Значение Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360
0,264 0 0,615 0,983 1,0 0,749 0,385 0 0,385 0,749 1,0 0,983 0,613 0
Знак + + + + + + + - - - - - -

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М Н,

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М,


4. Расчет маховика


Для автомобильных двигателей, работающих обычно с большой недогрузкой, характерен облегченный разгон машины и поэтому маховик автомобильного двигателя, как правило. имеет минимальные размеры.

Расчет маховика сводится к определению момента инерции Jм маховика, махового момента mмD2ср, основных размеров и максимальной окружной скорости.


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


m=70 кг-масса маховика.

Dср – средний диаметр маховика.

По величине махового момента производится подбор основных размеров маховика, руководствуясь в основном соображениями конструктивного характера. Так, диаметр маховика выбирают с учетом габаритов двигателя, возможности размещения механизма сцепления.

Для приближенных расчетов можно принять


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м


Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М


По условиям прочности внешний диаметр Dм маховика должен быть выбран с учетом обеспечения допустимых окружных скоростей

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м/сек

Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м/с


Окружная скорость:

Для стальных маховиков Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д-37М м/сек.


Заключение


В данном курсовом проекте был запроектирован дизельный двигатель по прототипу Д-37М.

В результате расчетов были определены основные параметры двигателя:

– эффективная мощность двигателя Ne=140 кВт;

– частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности двигателя ng=2200 об/мин;

– удельный расход топлива при номинальной мощности двигателя ge=257 г./кВт.ч;

– часовой расход топлива при номинальной мощности двигателя Gт=11,55 кг/ч.

А так же:

– Произвел расчеты процессов впуска, сгорания, сжатия, расширения, выпуска;

– Рассчитал основные размеры цилиндра и поршня;

– Построил регулировочную характеристику дизеля;

– Произвел кинематический расчет двигателя;

– Рассчитал маховик.


Список использованной литературы


Артамонов, М.Д. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей/ М.Ц. Артамонов, Т.Г. Панкратов. – М.: – Машгиз, 1963. – 520 с.

Болтинский, В.Н. Теория, конструкция и расчет тракторных и автомобильных двигателей/ В.Н. Болтинский. – М.: Изд-во с.-х. лит-ры и плакатов, 1962. – 388 с.

Вихерт, М.М. Конструкция и расчет автотракторных двигателей/ М.М. Вихерт, Р.В. Доброгаев, – М.: Машгиз, 1967. – 604 с.

Железко, Б.Е. Расчет и конструирование автомобильных и тракторных двигателей/ Б.Е. Железко. – Минск: Высшая школа, 1987. – 246 с.

Колчин, А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей/ А.И. Колчин, В.П. Демидов. – М.: Высшая школа, 1971. – 344 с.

Колчин, А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей/ А.И. Колчин, В.П. Демидов. – М.: Высшая школа, 2003. – 496 с.

Конкс, Г.А., Поршневе ДВС/ Г.А. Конкс, В.А. Лашко // Хабаровск, издательство ТОГУ, 2006. – 559 с.

Ленин, И.М. Автомобильные и тракторные двигатели/ И.М. Лениен, К.Г. Попык. – М.: Высшая школа, 1969. – 368 с.

Лышевский, А.С. Проектирование двигателей внутреннего сгорания/ А.С. Лышевский А.А. Кутьков. – Новочеркасск, 1971. – 334 с.

Николаенко, А.В. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей/ А.В. Николаенко. – М.: Колос, 1992. – 335 с.

Орлин, А.С. Двигатели внутреннего сгорания / А.С. Орлин, Л.Н. Вырубов. – М.: Машгиз, – 1982. Т. 2.–С. 6–36.

Попык, К.Г. Динамика автомобильных и тракторных двигателей/ Г.К. Попык. – М.: Высшая школа, 1970. – 380 с.

Попык. К.Г. Конструирование и расчет автомобильных и тракторных двигателей/ К.Г. Попык. – М.: Высшая школа, 1968. – 383 с.

Похожие работы:

  1. • Пусковые двигатели
  2. • Процессы смесеобразования
  3. • Ремонт муфты автоматического опережения впрыскивания топлива
  4. • Анализ прочности дорожной одежды
  5. • Деятельность и информационные технологии ОАО ...
  6. • Разработка участка обкатки и испытания автомобильных ...
  7. • Проектирование системы охлаждения кессонов печи ...
  8. • Геодезические работы
  9. • Расчет путей эвакуации
  10. • Разработка проекта организации строительства жилого ...
  11. • Расчет кондиционирования промышленного здания
  12. • Разработка твёрдосплавной развёртки
  13. • Оборудование предприятий общественного питания
  14. • Монтаж одноэтажного промышленного здания
  15. • Строительство монолитного дома
  16. • Расчет одноступенчатого цилиндрического редуктора в ...
  17. • Над водой парящий корабль - экранолет
  18. • Электрические машины
  19. • Конструктивная схема одноэтажного промышленного ...
Рефетека ру refoteka@gmail.com