Параметры, задаваемые техническими условиями




 

Исходные данные для динамического расчета

Основными исходными данными, необходимыми для динамического расчета, являются:

Двигатель карбюраторный, четырехтактный, 4 цилиндра, рядный

Номинальное число оборотов двигателя n = 5600 мин-1;

Основные размеры двигателя: диаметр цилиндра D =0,079 (м) и ход поршня S = 0,080 (м).

Расчет кинематики рядного карбюраторного двигателя

В целях уменьшения высоты двигателя без значительного увеличения инерционных и нормальных сил отношение радиуса кривошипа к длине шатуна предварительно было принято l = 0,285. R = S/2 равен половине хода поршня.

Перемещение поршня

 

мм;

 

Угловая скорость вращения коленчатого вала

 

w = pn / 30 = 3,14 ×5600 / 30 = 586 (рад/с);

 

Скорость поршня

 


м/с;

 

Ускорение поршня

 

м/с2

 

Таким образом, определяем значения перемещения, скорости и ускорения поршня через каждые 300 и заносим их в таблицу 1.

 

j (1-cosj)+l/4(1- cos2j) Sx sinj+l/2sin2j
       
  0.169599596 6.78398384 0.62340862
  0.606875 24.275 0.989434024
  1.1425 45.7  
  1.606875 64.275 0.742616784
  1.901650404 76.06601616 0.37659138
       
  1.901650404 76.06601616 -0.37659138
  1.606875 64.275 -0.742616784
  1.1425 45.7 -1
  0.606875 24.275 -0.989434024
  0.169599596 6.78398384 -0.62340862
       
  0.019489148 0.77956591 0.222422048
  0.076976712 3.079068497 0.433617377
R, мм w, рад/с
   

 

По данным таблицы 1 построены графики Sx в масштабе МS = 1 мм в мм, VП – в масштабе МV = 0,5 м/с в мм, j – в масштабе М j = 200 м/с2 в мм.


Таблица 1

 

Vn cosj+lcos2j j
  1.285 17650.55
14.6127 1.008525404 13852.94
23.19233 0.3575 4910.563
23.44 -0.285 -3914.71
17.40694 -0.6425 -8825.28
8.827302 -0.723525404 -9938.23
  -0.715 -9821.13
-8.8273 -0.723525404 -9938.23
-17.4069 -0.6425 -8825.28
-23.44 -0.285 -3914.71
-23.1923 0.3575 4910.563
-14.6127 1.008525404 13852.94
  1.285 17650.55
5.213573 1.25262015 17205.79
10.16399 1.158015287 15906.31
0.285

 

Рисунок 1 – Перемещение поршня

 


Рисунок 2 – Скорость поршня

 

Рисунок 3 – Ускорение поршня

 

Расчет динамики рядного карбюраторного двигателя

Значение площади поверхности поршня FП = pD2 / 4 = 0.004899 м2.

Для вычисления силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс и центробежной силы инерции вращающейся части массы шатуна необходимо знать массы деталей поршневой (mn) и шатунной (mш) групп.

Масса поршневой группы mn = mn¢× FПА

Масса шатуна m ш = m ш¢×FП

Масса неуравновешенных частей одного колена вала без противовесов mк = mк¢ × FП

Поскольку шатун совершает сложное движение, его массу условно заменяют двумя массами, одна из которых (m ш.п) сосредоточена на оси поршневого пальца, и совершает возвратно-поступательное движение вместе с массой поршня, а вторая (mш.к) - сосредоточена на оси шатунной шейки кривошипа, и совершает вращательное движение с кривошипом. Следовательно, m ш = mш.п + mш.к

В расчетах принимают: m ш. п = 0,275m ш, mш.к = 0,725mш

Масса кривошипно-шатунного механизма, совершая возвратно-поступательное движение, определится как сумма mj= mn + m ш. п (кг);

Массы, совершающие вращательное движение mR= mк + m ш. к (кг);

Результаты расчетов представлены в таблице 2.

 

Таблица 2

F,2 , /2 ,/2 ,/2 m,  m, m, m., m., mj, mR,
0,0049       0,49 0,734 0,686 0,202 0,532 0,691 1,219

 

Сила инерции возвратно-поступательно движущихся масс к.ш.м. вычисляется по формуле:

Суммарная сила P, действующая на поршневой палец по направлению оси цилиндра, вычисляется алгебраическим сложением газовой силы DРг и силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс Pj. Результаты измерений сносятся в таблицу 3. C помощью таблицы 3 строится график силы P = f (φ) на той же координатной сетке и в том же масштабе μрj = 0,06 МПа в мм, что и графики сил DРг и Рj.

Удельная нормальная сила (МПа)

 

РN = Р × tgb


Удельная сила (МПа), действующая вдоль шатуна

 

РS = Р (1/соsb)

 

Удельная сила (МПа), действующая по радиусу кривошипа

 

 

Удельная и полная тангенциальные силы (МПа и кН):

 

и Т = РТ FП = РТ 0,0049 × 103.

 

По данным таблицы 3 строится графики изменения удельных сил РТ, РS, РN, Р, Рк и Рj в зависимости от изменения угла поворота коленчатого вала φ в масштабе Мр = 0,06 МПа в мм.

 

Таблица 3

D,  j, / j, /2 , 
  0.018 17650.55 -2.493140809 -2.475140809
  -0.015 13852.94 -1.956728281 -1.971728281
  -0.015 4910.563 -0.693616996 -0.708616996
  -0.015 -3914.71 0.552953409 0.537953409
  -0.015 -8825.28 1.246570405 1.231570405
  -0.015 -9938.23 1.403774872 1.388774872
  -0.015 -9821.13 1.387233991 1.372233991
  -0.015 -9938.23 1.403774872 1.388774872
  -0.015 -8825.28 1.246570405 1.231570405
  0.02 -3914.71 0.552953409 0.572953409
  0.15 4910.563 -0.693616996 -0.543616996
  0.72 13852.94 -1.956728281 -1.236728281
  1.923 17650.55 -2.493140809 -0.570140809
  5.402 17205.79 -2.430317832 2.971682168
  4.4 15906.31 -2.246766669 2.153233331
  3.42 13852.94 - 1.956728281 1.463271719
  1.35 4910.563 -0.693616996 0.656383005
  0.72 -3914.71 0.552953409 1.272953409
  0.45 -8825.28 1.246570405 1.696570405
  0.28 -9938.23 1.403774872 1.683774872
  0.15 -9821.13 1.387233991 1.537233991
  0.025 -9938.23 1.403774872 1.428774872
  0.018 -8825.28 1.246570405 1.264570405
  0.018 -3914.71 0.552953409 0.570953409
  0.018 4910.563 -0.693616996 -0.675616996
  0.018 13852.94 -1.956728281 -1.938728281
  0.018 17650.55 -2.493140809 -2.475140809

 

PS, PN,  PK, , , ., ×
-2.475140809   -2.475140809        
-1.992057624 -0.283868211 -1.565632676 -1.231701222 -6.034104289 -241.3641716  
-0.731240067 -0.180482655 -0.198005933 -0.703921647 -3.44851215 -137.940486  
0.561228968 0.159950256 -0.159950256 0.537953409 2.635433751 105.41735  
1.270889113 0.313677343 -0.88743775 0.909732585 4.456779935 178.2711974  
1.403093722 0.199940855 -1.302684748 0.521233576 2.553523287 102.1409315  
1.372233991   -1.372233991        
1.403093722 -0.199940855 -1.302684748 -0.521233576 -2.553523287 -102.1409315  
1.270889113 -0.313677343 -0.88743775 -0.909732585 -4.456779935 -178.2711974  
0.597743308 -0.170356843 -0.170356843 -0.572953409 -2.806898751 -112.27595  
-0.560972331 0.138457643 -0.151900662 0.540014949 2.645533237 105.8213295  
-1.249479467 0.178050824 -0.982012698 0.772560677 3.784774757 151.3909903  
-0.570140809   -0.570140809        
2.975328038 0.147248183 2.90096626 0.661038346 3.238426857 129.5370743  
2.163536304 0.210892304 1.951248056 0.934623113 4.57871863 183.1487452  
1.478358661 0.210666109 1.161897427 0.914078061 4.478068421 179.1227369  
0.677338471 0.167178812 0.183410404 0.652033762 3.194313402 127.7725361  
1.328030116 0.378488583 -0.378488583 1.272953409 6.236198751 249.44795  
1.750734549 0.432111469 -1.222504712 1.253217335 6.139511723 245.5804689  
1.701135295 0.24241178 -1.579397704 0.631952676 3.095936161 123.8374464  
1.537233991   -1.537233991        
1.443506138 -0.205699625 -1.340205148 -0.536246335 -2.627070796 -105.0828318  
1.30494266 -0.322082346 -0.911216696 -0.934108922 -4.57619961 -183.0479844  
0.595656775 -0.169762181 -0.169762181 -0.570953409 -2.797100751 -111.88403  
-0.69718652 0.172077653 -0.188784879 0.671140308 3.287916367 131.5166547  
-1.95871738 0.279117227 -1.53942933 1.211086749 5.933113983 237.3245593  
-2.475140809   -2.475140809        

 

Рисунок 4 – Кривые удельных сил Рj и P

 

Рисунок 5 – Кривая удельных сил Pк


Рисунок 6 – Кривые удельных сил Ps и Pn

 

Рисунок 7 – Кривая удельных сил PT

 

Крутящий момент одного цилиндра двигателя

 

Мкр.ц=T·R =Т × 0,035 × 103 Н×м, где R=const (радиус кривошипа).

 

Если вспышки чередуются равномерно, то угол Θ вычисляется по формулам:

Θ=720/i - для четырехтактного двигателя (i - число цилиндров).

В связи с этим, составляем таблицу 4 крутящих моментов всех четырех цилиндров двигателя, а также суммарного момента.

Таблица 4

 

j,° Цилиндры Мкр, Н*м
1-й 2-й 2-й 2-й
j,° кривошипа Мкр.ц, Н×м j,° кривошипа Мкр.ц, Н×м j,° кривошипа Мкр.ц, Н×м j,° кривошипа Мкр.ц, Н×м
                   
    -241   -102       -105 -269
    -137   -178       -183 -371
        -112       -111  
                   
                   
                   




Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-06-03 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: