Определение основных параметров ДВС

Кривошипно-шатунный механизм

При известном диаметре поршня его остальные основные размеры определяются из эмпирических соотношений [3].

Результаты расчетов приведены в таблице 6.1.

 

        Таблица 6.1- Основные размеры КШМ

 

Диаметр поршня	d = D	d = 130 мм
Толщина днища поршня Высота поршня Высота верхней части поршня Высота юбки поршня
Внешний диаметр внутреннего торца бобышек   Расстояние между торцами бобышек	d	мм
Толщина стенки юбки поршня
Толщина стенки головки поршня Расстояние до первой поршневой канавки
Толщина первой кольцевой перемычки	hП= (0,03…0,05)d	hП=5,2мм
Радиальная толщина кольца	t= (0,04…0,045)d	t= 5,2 мм
Разность между величинами зазоров замка кольца в свободном и рабочем состоянии	A0 = (2,5…4,0)t	A0 = 12мм
Радиальный зазор кольца в канавке поршня	∆t = 0,7…0,95	∆t = 0,7мм
Внутренний диаметр поршня	di=d-2(s+t+∆t)	di=106,6мм
Диаметр масляного кольца	dм= (0,3…0,5)а	dм= 0,9мм
Диаметр пальца	dП= (0,30…0,38)d	dП= 34мм
Внутренний диаметр пальца	dВ= (0,50…0,70)dП	dВ= 30мм
Длина пальца	lП=(0,85…0,90)d	lП= 90мм
Внутренний диаметр поршня головки с втулкой	d= (1,10…1,25)dП	d=33 мм
Наружный диаметр головки	dГ= (1,3…1,7)dП	dГ=51мм
Длина поршневой головки шатуна	lш=(0,28…0,32)d	lш=37 мм
Минимальная радиальная толщина стенки головки	hг=(0,16…0,27)dП	hг=8,1 мм
Радиальная толщина стенки втулки	Sв=(0,055…0,085) dП	Sв=2,4 мм
Диаметр шатунной шейки	dш.ш.=(0,56…0,75)d	dш.ш.=70мм
Толщина стенки вкладыша	tВ=(0,03…0,05) dш.ш	tВ=2,5мм
Расстояние между шатунными болтами	сб=(1,30…1,75) dш.ш	сб=104мм
Длина кривошипной головки	lк=(0,45…0,95) dш.ш	lк=40мм
Размеры сечения шатуна:
hш min	(0,5 – 0,55)dг	hш min=24,3
hш	(1,2 – 1,4) hш min	hш=29,22
bш	(0,50 – 0,75)lш	bш=43,6
aш = tш	(4,0 – 7,5)	aш = tш=6

Определение перемещения, скорости и ускорения поршня

Литровая мощность  ,кВт/л [3]:

                                                                                                            (6.1)

                                       

 

    Удельная поршневая мощность , кВт/дм²  [3]:

                                                                                                    (6.2)

                                

 

Перемещение поршня , м [3]: HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

13

РПОК.МС-311.19.00.00.00 ПЗ

           Перемещение поршня , м [3]:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

15

РПОК.МС-311.19.00.00.00 ПЗ

,                                      (6.3)

где r - радиус кривошипа, r = 0,078м; φ – угол поворота коленчатого вала, град.; λ - соотношение радиуса кривошипа и длинны шатуна, λ =0,25. 

График перемещения поршня при φ= 0…..720º с шагом 30º представлен на рисунке 6.2 а.

Скорость поршня , м/с [3]:

         ,                                    (6.4)

где ω - угловая скорость, рад/с;

                                                                     (6.5)

где - номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, =1850 об/мин.

 График скорости поршня при φ= 0…..720º с шагом 30º представлен на рисунке 6.2 б.

Ускорение поршня j,м/с² [3]:

                       .                              (6.6)

 

График ускорения поршня при φ= 0…..720º с шагом 30º представлен на рисунке 6.2 в.

 

а)             

 

б)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

16

РПОК.МС-311.19.00.00.00 ПЗ

            б)

 

            

в)

                    

 

Рисунок 6.2 – Зависимости перемещения, скорости и ускорения поршня от угла поворота коленчатого вала

         

 

Силы, действующие в двигателе

 

     6.3.1 Сила инерции

Сила инерции , Н [3]:

               ,                                                                                 (6.7)

где - приведенная масса поршня, кг; j - ускорение поршня (формула 6.6, рисунок 6.2.в)

Приведенная масса поршня  кг, [3]:  

                                       ,                                                   (6.8)

где - масса поршня, кг; - масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца, кг.                

                                     ,                                                        (6.9)                                                                                         

где - площадь поршня, .

                                    ,                                                          (6.10)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

17

РПОК.МС-311.19.00.00.00 ПЗ

где D- диаметр поршня, D=0,13 м.                                      

                                      

                             .

                             ,                                                         (6.11)

где - масса шатуна, кг.

                                                                                                     (6.12)

                           

                           

По формуле (6.8) получено:

                                   

 

Значения силы инерции в зависимости от угла поворота коленчатого вала занесены в таблицу 6.3.

 

Сила давления газов

Сила давления газов , Н [3]: 

       ,                                           (6.13)

 где - значения давления при данном угле поворот, МПа; - атмосферное     давление. =0,1МПа.

Значения , в зависимости от угла поворота коленчатого вала занесены в таблицу 6.3.

 

Суммарная сила

Суммарная сила Р, Н [3]:

                                                                                                       (6.14)

 

      

 

Рисунок 6.3 - Графики зависимостей силы давления газов, силы инерции и     суммарной силы от угла поворота коленчатого вала

Значения суммарной силы в зависимости от угла поворота коленчатого вала занесены в таблицу 6.3