Выбор исходных данных для проведения теплового, силового и прочностного расчетов. Расчет характерных диаметров деталей КШМ - Модернизация двигателя путем форсирования по номинальной частоте вращения коленчатого вала

Исходные данные для теплового расчета берем из таблицы 1.

Расчет значений характерных диаметров проводим следующим образом:

Диаметр цилиндра (по заданию) D =______ мм = _______ м.

Наружный диаметр поршневого пальца DП ,м = 0,31 D =

Внутренний диаметр поршневого пальца DВ, м =0,55 DП =

Наружный диаметр втулки поршневой головки шатуна DВт, он же внутренний диаметр поршневой головки шатуна DВпг, м, DВт= DП+4 =

Наружный диаметр поршневой головки шатуна DПг, м = DВт+12 = .

Наружный диаметр шатунного болта dБ , м, по прототипу DБ =_______.

Исходные данные для расчета сил берем согласно таблице 2.

Исходные данные для расчета цилиндра, поршня, поршневого пальца, поршневой головки шатуна, стержня и кривошипной головки шатуна, шатунных болтов принимаем согласно таблицам 3-8 соответственно.

Расчеты данных производим на компьютере по программам, разработанным на кафедре автомобилей и тракторов ГОУ ВПО "ВГЛТА". Результаты расчетов представлены в приложении А.

Таблица 1 - Исходные данные для теплового расчета

Параметр

Значение

1

Номинальная эффективная мощность, кВт

2

Номинальная частота вращения, мин-1

3

Число цилиндров

4

Низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг

42500

5

Температура воздуха на впуске, К

333

6

Давление воздуха на впуске, МПа

0,12

7

Количество углерода в 1 кг топлива, кг

0,87

8

Количество водорода в 1 кг топлива, кг

0,126

9

Количество кислорода в 1 кг топлива, кг

0,004

10

Количество азота в 1 кг топлива, кг

-

11

Молекулярная масса бензина, кг/кмоль

-

12

Показатель политропы сжатия

1,37

13

Показатель политропы расширения

1,22

14

Ход поршня, мм

15

Коэффициент избытка воздуха

1,3

16

Отношение S/D

1,2

17

Степень сжатия

15

18

Степень повышения давления

1,5

19

Коэффициент скругления индикаторной диаграммы

0,94

20

Коэффициент тактности

4

21

Теплоемкость отработавших газов, кДж/кмоль??

32

22

Теплоемкость свежего заряда, кДж/кмоль??

29

23

Масштаб хода поршня, мм/мм

1

24

Масштаб давления индикаторной диаграммы, МПа/мм

0,05

Таблица 2 - Исходные данные для расчета сил

Параметр

Единицы

Измерения

Значение

1

Расчетное давление конца

Сгорания (pz)

МПа

11

2

Диаметр цилиндра (D)

М

3

Ход поршня (S)

М

4

Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна (л)

-

0,25

5

Масса поршневого комплекта

Кг

150?D2 =

6

Масса шатунной группы

Кг

200?D2 =

7

Число шатунных болтов

-

2

8

Расчетная частота вращения

Коленчатого вала (номинальная)

Мин-1

Таблица 3 - Исходные данные для расчета цилиндра

Параметр

Единицы измерения

Значение

1

Диаметр цилиндра (D)

М

2

Расчетное давление конца сгорания (pz)

МПа

11

3

Материал цилиндра

-

СЧ 32-52

4

Допустимое напряжение разрыва

МПа

73,6

5

Перепад температур в стенке цилиндра

К

110

6

Схема цилиндра

-

1

Таблица 4 - Исходные данные для расчета поршня

№ п/п

Параметр

Единицы измерения

Значение

1

Сила Р1 (из расчета сил)

МН

2

Сила Р2 (из расчета сил)

МН

3

Сила РЗ (из расчета сил)

МН

4

Материал поршня

АК8

5

Предел прочности

МПа

450

Б

Допустимое напряжение изгиба

МПа

45

7

Допустимое напряжение сжатия - разрыва

МПа

45

8

Допустимое напряжение среза

МПа

27

9

Допустимое напряжение в верхней межкольцевой перемычке

МПа

45

10

Максимальное действительное давление цикла (Pzд) (определяется по величине расчетного давления конца сгорания Рz).

МПа

Pzд = Рz = 11

Таблица 5 - Исходные данные для расчета поршневого пальца

№ п/п

Параметр

Единицы измерения

Значение

1

Тип двигателя

-

2

2

Степень форсировки двигателя

-

6

3

Диаметр цилиндра (D)

М

4

Материал поршневого пальца

-

Сталь 12ХНЗА

5

Предел прочности материала

МПа

950

6

Допустимое напряжение изгиба

МПа

323

7

Допустимое напряжение среза

МПа

171

8

Сила Р4 (из расчета сил)

МН

9

Наружный диаметр поршневого пальца (dп)

М

10

Длина втулки шатуна (из расчета поршня)

М

Таблица 6 - Исходные данные для расчета поршневой головки шатуна

№ п/п

Параметр

Единицы измерения

Значение

1

Степень форсировки двигателя

-

6

2

Диаметр цилиндра (D)

М

3

Материал шатуна

-

Сталь 45ХНМА

4

Предел прочности

МПа

1100

5

Предел текучести

МПа

850

6

Предел усталости при растяжении - сжатии

МПа

370

7

Предел усталости при изгибе

МПа

600

8

Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна (л)

-

0,25

9

Длина головки шатуна (из расчета поршня)

М

10

Сила Р5 (из расчета сил)

МН

11

Сила Р6 (из расчета сил)

МН

12

Наружный диаметр поршневого пальца (dП)

М

13

Ход поршня (S)

М

Таблица 7 - Исходные данные для расчета стержня и кривошипной головки шатуна

№ п/п

Параметр

Единицы измерения

Значение

1

Диаметр цилиндра (D)

М

2

Внутренний диаметр поршневой головки (dвт)

М

3

Длина шатуна (L=2S)

М

4

Сила Р7 (из расчета сил)

МН

5

Сила Р8 (из расчета сил)

МН

6

Сила Р6 (из расчета сил)

МН

7

Сила Р9 (из расчета сил)

МН

8

Материал шатуна

-

Сталь 40ХНМА

9

Предел прочности

МПа

1100

10

Предел текучести

МПа

850

11

Предел усталости при растяжении-сжатии

МПа

370

12

Предел усталости при изгибе

МПа

600

Таблица 8 - Исходные данные для расчета шатунных болтов

П/п

Параметр

Единицы

Измерения

Значение

1

Угол разъема кривошипной головки

Радиан

0

2

Сила R1 (из расчета сил)

МН

3

Сила R2 (из расчета сил)

МН

4

Число шатунных болтов

-

2

5

Материал болта

-

Сталь 40ХНМА

6

Предел прочности материала

МПа

1100

7

Предел текучести материала

МПа

850

8

Предел усталости при растяжении-сжатии

МПа

390

Похожие статьи




Выбор исходных данных для проведения теплового, силового и прочностного расчетов. Расчет характерных диаметров деталей КШМ - Модернизация двигателя путем форсирования по номинальной частоте вращения коленчатого вала

Предыдущая | Следующая