Расчет сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме дизеля
Страница 1

Транспорт » Расчет параметров рабочего процесса и выбор элементов конструкции тепловозного дизеля » Расчет сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме дизеля

Определение сил и моментов, действующих в кривошипно-шатунном механизме (КШМ) двигателя, необходимо для расчета деталей на прочность, определения основных размеров подшип­ников, оценки уравновешенности, а также для сравнения его нагруженности с аналогичными серийно-вьшускаемыми двигате­лями.

Схема сил, действующих на детали КШМ двигателя приведена на рис.5. За время совершения полного рабочего цикла силы из­меняются по величине и направлению в зависимости от угла по­ворота кривошипа коленчатого вала.

В данном проекте значения действующих сил определяются для ряда последовательных положений поршня в течение рабочего процесса при заданной угловой скорости коленчатого вала и но­минальной мощности дизеля.

Расчет сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме, ведется с использованием программы, разработанной студентом для построения индикаторной диаграммы. С этой целью в блок-схему программы (рис. 4.) вставляются дополнительные блоки с уравнениями сил, действующих в КШМ.

Рекомендуется следующий порядок расчета сил.

Задаются геометрическими размерами шатуна и радиуса кривошипно-шатунного механизма. Радиус кривошипа (R) коленчатого ва­ла определяется по величине хода поршня (S).

Длину шатуна L определяют, выбирая отношение в пределах 0,2  0,3. Меньшие значения относят­ся к двигателям средней быстроходности = 0,2 - 0,25, а большие значения = 0,25 - 0,3 - к быстроходным.

В двухтактных двигателях с противоположно-движущимися поршнями (ПДП) величина  может быть уменьшена до 0,18.

Исходными данными и уравнениями при расчете сил являются силы воздействия избыточного давления газа на поршень:

, Н (58)

где FП - площадь поршня, м2;

Рц, Р0 - давление рабочего тела в цилиндре и барометри­ческое давление, Па.

Силы инерции поступательно-движущихся масс поршня и шатуна вдоль оси цилиндра определяются по формуле:

, Н (59)

где mпд - масса поступательно-движущихся частей, кг;

а - ускорение поршня, м/с2;

w - угловая скорость вращения коленчатого вала, рад/с.

В соответствии с условиями работы и характеристикой дизеля студент выбирает материал поршня и по табл. 6 удель­ную величину массы поступательно-движущихся частей КШМ.

Таблица 6.

Тип двигателя

Поршень

mуд, кг/м2

Из легких сплавов

1000  1200

Средней быстроходности

Составной

1300  1700

Чугунный

1600  2000

Из легких сплавов

700  900

Быстроходный

Составной

1000  1200

Чугунный

1300  1500

Соответственно масса поступательно-движущихся частей КШМ будет:

, кг

Суммарная сила, действующая на палец вдоль оси цилиндра, рассчитывается по формуле:

, Н (60)

Нормальная составляющая от разложения силы РS направлена перпендикулярно к оси цилиндра и определяется по формуле:

Страницы: 1 2

Эксплуатационные показатели сравниваемых судов
Таблица 10.2 Характер использования судна Период эксплуатации, tЭ , сут. Нагрузка на одну тонну грузоподъемности εг Коэффициенты, отражающие распределение периода эксплуатации по составляющим, доли единиц Ходовое время с грузом tхг Ходовое время порожнем tхп Навигационный ремонт tнр Прочие сос ...

Техника безопасности при работе бульдозера
Машинисты бульдозеров (далее – «машинисты») при производстве работ согласно имеющейся квалификации обязаны выполнять требования безопасности, изложенные в» Типовой инструкции по охране труда для работников строительства, промышленности строительных материалов и жилищно-коммунального хозяйства», нас ...

Построение диаграммы тангенциальных сил
Для построения диаграммы касательных усилий в масштабе радиусом кривошипа описываем окружность, которую разбиваем на 24 ровных участка. В этом же масштабе наносим положение шатуна при последовательном повороте кривошипа на каждые 15о. Касательные усилия определяются для каждого из 24 положений след ...