Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Ноября 2017 в 16:06, курсовая работа
Мощностной ряд четырехтактных дизелей типа Д49 (ЧН 26/26) включает восьми-, двенадцати-, шестнадцати- и двадцатицилиндровые модификации дизелей мощностью от 585 до 4410 кВт. Дизели этого ряда предназначены для применения на магистральных и маневровых тепловозах, передвижных электростанциях, на стационарных буровых и судовых установках. Мощностной ряд дизелей типа Д49 позволяет заменить весьма многочисленные устаревшие модели однотипными дизелями с высокой степенью унификации и лучшими экономическими показателями. Требования к моторесурсу и экономичности определили выбор в качестве базовой модели четырехтактного дизеля.
Введение 4
1 Расчет требуемой эффективной мощности и давления наддува дизеля 5
1.1 Определение значения давления наддува 5
1.2 Выбор схемы воздухоснабжения дизеля 6
2 Определение параметров рабочего процесса дизеля и построение индикаторной диаграммы 9
2.1 Расчет процесса наполнения цилиндра 9
2.2 Расчет процессов сжатия и горения 11
2.3 Расчет процесса расширения 14
2.4 Расчет расчетного среднего индикаторного давления 14
2.5 Расчет эффективных показателей работы двигателя 16
2.6 Построение индикаторной диаграммы 18
3 Определение сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме дизеля 23
4 Расчет узла дизеля. ПОРШНЕВОЙ ПАЛЕЦ 32
Список использованных источников 34
3 Определение сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме дизеля
Детали кривошипно-шатунного механизма (КШМ) подвергаются действию сил давления газов внутри цилиндра, сил инерции поступательно и вращательно движущихся частей, сил трения и сил сопротивлений от потребителя энергии.
Определение сил и моментов, действующих в КШМ, необходимо для расчета деталей на прочность, определение основных размеров подшипников, оценки уравновешенности, а также для сравнения нагруженности подшипников узлов различных двигателей.
Силы, действующие на детали КШМ, являются функциями угла поворота кривошипа коленвала и режима работы двигателя. Обычно рассчитывают удельные значения этих сил, т.е. отнесенные к 1 м2 площади поршня.
Схема сил, действующих КШМ, представлена на рисунке 3.1.
Суммарная удельная сила pΣ, приложенная в центре поршневого пальца, определяется как алгебраическая сумма двух сил:
где pг – удельная сила от давления газов на поршень;
pj – удельная сила инерции поступательно движущихся масс.
Положительными считаются силы, направленные от поршня к коленчатому валу.
В свою очередь:
где р – давление газов в цилиндре (берется из индикаторной диаграммы в зависимости от j);
ро – давление со стороны кривошипной
камеры, принимаем р0 = 0,102 Мпа.
Рисунок 3.1 – Силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме дизеля
Удельные силы инерции поступательно движущихся масс определяются зависимостью:
где j – ускорение поршня;
MΣП – масса поступательно движущихся частей, определяем по формуле:
(3.4)
Ускорение поршня j, м/с2, определяется из выражения
(3.5) |
где
(3.6) |
Для удобства расчёты представляем в табличном виде (таблица 3.1).
Сила på , в свою очередь, раскладывается на силу К, действующую вдоль оси шатуна, и силу N, направленную нормально к оси цилиндра. В свою очередь, силу К, перенесенная в центр шатунной шейки вала, раскладывают на тангенциальную силу Т, действующую перпендикулярно кривошипу, и нормальную силу z, направленную по кривошипу.
Указанные удельные силы определяются из следующих выражений:
Для тактов впуска и выпуска четырёхтактного двигателя приближённо принимаем p=0,314 МПа.
Вычисление удельных сил сведем в таблицу 3.1.
Зависимости изменения сил pг, pj, på, К, N, z, T от угла j изображена на рисунках 3.2, 3.3 и 3.4.
Рисунок 3.2 – Зависимость изменения сил pr , pj и pΣ от угла φ
Рисунок 3.3 – Зависимость изменения сил K и N от угла φ
Рисунок 3.4 – Зависимость изменения сил T и z от угла φ