Суммарные силы и моменты, действующие в КШМ одного цилиндра, Выбор схемы заклинки кривошипов, порядка работы цилиндров и уравновешивание двигателя - Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания
Сила давления газов и сила инерции ПДМ, действующие на расчетном режиме двигателя вдоль оси цилиндра, рассматриваются совместно, поэтому для каждого значения угла поворота кривошипа определяется суммарная осевая сила или, равная алгебраической сумме составляющих сил. Необходимые исходные составляющие силы находятся для всех значений угла поворота кривошипа из индикаторной диаграммы и диаграммы Толле.
Рисунок 4 Схема сил и моментов, действующих в КШМ одного цилиндра.
Осевая сила раскладывается на:
- боковую силу, прижимающую поршень к стенке цилиндра
,
- силу, направленную вдоль оси шатуна, сжимающую или растягивающую его в зависимости от знака силы
,
Pш можно разложить на:
- касательную силу
,
- радиальную силу
,
Угол в определяется из условия
Крутящий момент, действующий на КШМ одного цилиндра:
Выбор схемы заклинки кривошипов, порядка работы цилиндров и уравновешивание двигателя
При нечетном числе цилиндров в блоке схема коленчатого валаможет быть только равномерной продольно - нессиметричной, не зависимо от тактности двигателя. Выбранная компоновочнаяй схема - число цилиндров i=5, двигатель одноблочный (5 цилиндров в ряд). Из условия обеспечения равенства между вспышками в цилиндрах двигателя углы между кривошипами и вспышками в двигателе:
,
,
Заклинку кривошипов двигателя выбираем из условия наиболее благоприятного чередования вспышек в цилиндрах двигателя. Направление вращения вала, если наблюдать двигатель со стороны, противоположной отбору мощности, по часовой стрелке. Порядок работы цилиндров по блоку при выбранной схеме расположения кривошипов вала и известном направлении его вращения определяется по мере проворачивания схемы кривошипов вокруг оси коленчатого вала. При этом вспышки назначаются с приходом кривошипов в В. М.Т. цилиндров блока. Назначим следующий порядок работы цилиндров двигателя:
Вспышки в цилиндрах двигателя происходят через равные интервалы (144°), вследствие чего выходной крутящий момент оказывается равномерным. График выходного крутящего момента представлен на рисунке 32.
Уравновешивание двигателя рассматривается только с учетом воздействия сил инерции возвратно-поступательно движущихся и вращающихся неуравновешенных масс (ПДМ и ВНМ) и продольных моментов этих сил, действующих в плоскостях, проходящих через ось коленчатого вала.
Рисунок 27 Схема заклинки кривошипов коленчатого вала и направление действия сил, действующих в КШМ..
Все диаграммы имеют схему пятиконечной звезды, следовательно, векторные многоугольники всех сил по форме будут одинаковы. На рисунке 28 показан векторный многоугольник сил CI. Векторный многоугольник замкнут, следовательно, результирующий вектор равен нулю и сумма сил равна нулю, т. е.
,
Рисунок 28 Векторный многоугольник сил CI
Каждая неуравновешенная вращающаяся масса mR развивает центробежную силу
PR = mR R 2,
Радиус-вектор которой направлен по радиусу соответственного кривошипа и вращается вместе с ним вокруг оси коленчатого вала с угловой скоростью в плоскости осей цилиндров рассматриваемого отсека двигателя.
Каждая поступательно движущаяся масса развивает действующую вдоль оси соответственного цилиндра силу инерции, которая может быть определена в виде двух составляющих сил инерции первого и второго порядков:
,
Где PI - силы инерции первого порядка;
PII - силы инерции второго порядка.
Шесть условий полной динамической самоуравновешенности двигателя - равенство нулю результирующих сил инерции и продольных моментов от этих сил:
Выбрав полюс в центре вала (на пересечении оси третьего цилиндра с осью коленчатого вала), определяем величину действующих моментов:
Откладывая в масштабе векторы этих моментов с учетом их направления, находим результирующие векторы моментов (рис. 29).
Рисунок 29 Результирующие векторы моментов
Величина и направление результирующего вектора находится изрешения многоугольника или непосредственным измерением. Измерив его и умножив на масштаб определяем велечину неуравновешенного результирущего момента. В данном случае величина неуравновешенного результирующего момента и угол, который составляет плоскость действия этого момента с плоскостью осей цилиндров, соответственно равны:
,
,
Реально действующие неуравновешенные моменты первого и второго порядка равны:
,
,
Где mR - массы, совершающие вращательные движения вокруг оси коленчатого вала с постоянной скоростью щ (НВМ);
,
Где ms - масса поступательно движущихся масс;
,
Продольный момент от центробежных сил УMR уравновешивается противовесами на коленчатом валу, а для уравновешивания моментов первого УMI и второго УMII порядка требуются двухвальные уравновешивающие механизмы.
Похожие статьи
-
Суммарная удельная сила равна Суммирование производится графически. Очень удобно делать это с помощью измерителя. В каждой точке (0, 30, ... 7200)...
-
Во время работы двигателя при перемещении деталей кривошипно-шатунного механизма возникают, как известно, сила инерции первого порядка возвратно...
-
Диаметр цилиндра: D=0,081 м. Ход поршня: S=0,077 м. Степень сжатия - отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия: е=9,5. Число цилиндров:...
-
Динамический расчет - Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания
Целью данного расчета является получение действующих сил и моментов, необходимых для расчета на прочность деталей кшм, прогнозирование условий работы...
-
Построение бицентровой диаграммы Брикса. Определим поправку Брикса: , Где L - длина шатуна; R - радиус кривошипа. Построенная бицентровая диаграмма...
-
Определение ПДМ и НВМ Определим следующие величины: Радиус кривошипа: , Параметр л выбран из прототипа: , Тогда длина шатуна будет равна: , Реальный КШМ...
-
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РАБОЧЕГО ЦИКЛА ДВС НА БАЗЕ "РАЗОМКНУТОЙ" СХЕМЫ СИСТЕМЫ РЕСИВЕР - ЦИЛИНДР - КОЛЛЕКТОР S = 77.0 D = 81.0 [мм]; Epsг = 9.5; Lam =...
-
По заданию на дипломный проект был выполнен расчет температурного и напряженно-деформированного состояния, подтверждающий работоспособность...
-
Требуется спроектировать транспортный бензиновый двигатель для автомобиля мощностью: Ne=140 кВт при 6000 об/мин. Основным топливом для данного двигателя...
-
Увеличение мощности двигателя - Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания
Повышение мощности и снижение удельной массы двигателей внутреннего сгорания достигается с помощью применения наддува. Нагнетание в цилиндры...
-
Расчет деталей поршневой группы Расчет сил Сила давления газов на поршень, МН . Постоянная для данной частоты вращения П Сила инерции, разрывающая...
-
Примерное значение мощности можно определить при помощи адмиралтейского коэффициента: кВт Где: D=2400т - водоизмещение судна =16 узлов - скорость судна...
-
Четырехтактный, четырехцилиндровый, рядный, с жидкостным охлаждением, с верхним расположением распределительного вала, 16 - клапанный, с многоточечным...
-
Исходя из функционального назначения, гильзы цилиндров относятся к главным элементам поршневых ДВС и являются наиболее ответственной деталью ЦПГ. Стенки...
-
Рассчитываем крутящий момент двигателя в целом. Для этого выписываем заносим в него ординаты крутящего момента из табл. 14. Суммируем значение ординат...
-
Обзор двигателей - Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания
Двигатель 2.0 Turbo 200HP (Opel Astra) Тип двигателя 4-цилиндровый, рядный Рабочий объем, см3 1998 Диаметр цилиндра, мм 86,0 Ход поршня, мм 86,0 Степень...
-
Оптимизация рабочего процесса - Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания
Оптимизация по углу закрытия впускного клапана Таблица 1. "Оптимизация рабочего процесса по углу закрытия впускного клапана" № Цзвп Pz, бар Ne, кВт Ge,...
-
Выбор и обоснование исходных данных. Подготовка к расчету конвективного теплообмена в камере сгорания ДВС ведется с помощью программы podknv. exe....
-
Улучшение компактности двигателя - Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания
На компактность двигателя в первую очередь влияет компоновочная схема. Сравним данные по использованию различных компоновочных схем автомобильных...
-
Массы прототипа, совершающие возвратно-поступательное движение, кг: кг Диаметр цилиндра прототипа: мм Находим площадь поршня прототипа мм2 Таблица 12 -...
-
Принцип работы ходовой части, Силы, действующие на колесо - Ходовая часть автобуса Икарус
Подвеска автомобиля включается в работу при проезде неровностей дорожного покрытия, прохождении поворотов и совершении бокового маневра, а также разгоне...
-
Выбор материала шатуна Для изготовления шатуна бензинового автомобильного двигателя (n=6000 об/мин) выбираем в качестве материала шатуна сталь 18Х2Н4МА,...
-
Анализ вредных и опасных факторов Темой данного раздела является обеспечение безопасности при эксплуатации автомобильного бензинового поршневого...
-
Увеличение ресурса двигателя - Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания
Вопрос надежности является главным фактором при внедрении различных новинок конструкции двигателей для увеличения их мощности (например внедрение...
-
Тепловой расчет проектируемого двигателя - Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания
Проектирование двигателей внутреннего сгорания начинается с расчета рабочего цикла. Этот расчет во многом определяет конструктивное исполнение узлов,...
-
Возможность изменения степени сжатия - Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания
Впервые мотор с изменяемой степенью сжатия был представлен на Женевском автосалоне в 2000 г. компанией Saab. Пятицилиндровый двигатель объемом 1,6 л...
-
Рисунок 1 Относительное применение различных систем топливоподачи в области бензиновых двигателей. На рис. 1 приведены данные по применению различных...
-
Экономическое обоснование проекта - Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания
В данном разделе производится приближенная оценка себестоимости будущей продукции и конечной цены проектируемого двигателя. По результатам данного...
-
Токсичность двигателя определяется с учетом среднесуточного содержания в атмосфере COx, NOx, SO2. Таблица 17 "Предельно допустимое содержание токсичных...
-
Вибрация - Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания
Вибрация - это механическое колебательное движение системы с упругими связями; движение точки или механической системы, при котором происходит...
-
Расчет общего шума двигателя - Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания
Расчет уровня шума проводится графоаналитическим методом для точки, удаленной от двигателя на полметра. Двигатель устанавливается на специальный...
-
Схема централизованного управления производством при методе технологических комплексов приведена в Приложении А. Схема технологического процесса зоны...
-
Шум - Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания
По физической природе шум, возникающий во время работы двигателя, обусловлен аэродинамическими газодинамическими процессами происходящими в его системах,...
-
При эксплуатации двигателя необходимо соблюдать следующие требования безопасности: 1) Не допускается к эксплуатации неисправный силовой агрегат, а также...
-
При проектировании двигателя предусмотрены следующие мероприятия: 1) Детали поршневой группы, коленчатый вал, газораспределительный механизм, зубчатые...
-
Автомобилестроение является одной из быстропрогрессирующих отраслей индустрии. Мировое производство легковых автомобилей в 2010 году составило около 60...
-
Номинальная мощность Ne = 2447 кВт; Номинальная частота вращения n = 520 мин-1; Удельный расход топлива qе = 192 г / кВт ч. Водоизмещение судна D = 2400...
-
Согласно варианту 12 исходными данными для определения сил сопротивления движению автомобиля и мощностей на их преодоление являются: тип пожарного...
-
Грузовой помещение маркировка нагрузка Маркировка коробок Рис.19. Маркировка коробок Маркировка поддона Рис.20. Маркировка поддона Схема загрузки...
-
План обработки шатуна - Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания
Материал Сталь 18Х2Н4МА. Заготовка штамповка. Таблица 8. "План обработки шатуна". № Наименование операции Оборудование База Приспособления T, мин Рис. 1...
Суммарные силы и моменты, действующие в КШМ одного цилиндра, Выбор схемы заклинки кривошипов, порядка работы цилиндров и уравновешивание двигателя - Конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания