21 ЭУД РГР у Тихомирова / Расчёт ДВС
.docxНижегородский Государственный Технический Университет
имени Р. Е. Алексеева
Кафедра «Энергетические установки и тепловые двигатели»
Дисциплина «Динамика двигателей»
Тема: «Расчет поршневого двигателя»
Вариант №11
РУКОВОДИТЕЛЬ
____________ Тихомиров А.Н.
(подпись)(фамилия и.о.)
СТУДЕНТ
________________ Шишин А.К.
(подпись) (фамилия и.о.)
___________________
(дата)
21-ЭУД
(группа или шифр)
Нижний Новгород
2023
Задание и данные.
Определить перемещение поршня, его скорость, ускорение. С помощью заданного давления газа определить все силы, действующие на поршень и кривошипно-шатунный механизм. Найти крутящий момент каждого цилиндра, общий момент и изобразить их на графике. Данные заданы для искрового двигателя.
Перемещение поршня.
Перемещение поршня в зависимости от угла поворота кривошипа для двигателя с центральным кривошипно-шатунным механизмом, рассчитывается по формуле:
Первого порядка:
Sx1=R(1-COS(ϕ)) (м)
Второго порядка:
Sx2=Rʎ(1-COS(2ϕ))/4(м)
Полное перемещение поршня:
Sx=Sx1+Sx2 (м)
Скорость поршня.
Скорость поршня является переменной величиной и при постоянном числе оборотов зависит только от изменения угла поворота кривошипа и отношение ʎ, рассчитывается:
Первого порядка: Vп1=WR(SIN(ϕ)) (м/с)
Второго порядка: Vп2=WRʎ(SIN(2ϕ))/2(м/с)
Полная скорость поршня: Vп= Vп1 +Vп2(м/с)
Ускорение поршня.
Ускорение первого порядка:
j1= R(COS(ϕ))
Ускорение второго порядка:
j2= R(COS(2ϕ))
Полное ускорение поршня:
j= j1+ j2 (м/ )
Расчет необходимых масс.
Конструктивные массы:
Поршень = 180 (кг/м*2)
Шатун = 300(кг/м*2)
Масса поршня mп = 180*Fп (кг)
Масса шатуна mш = 300*Fп (кг)
Масса сосредоточенная на оси поршневого пальца mшп =0,275*mшп (кг)
Масса сосредоточенная на оси кривошипа mшк =0,725*mшп (кг)
Масса кривошипа mк = 205* Fп (кг)
S=2R
λ=R/l
С учетом найденного пути поршня найдем радиус кривошипа: R=48мм. |
|
Найдем значение λ: λ= |
0,33390257 |
|
|
|
|
|
|
Сила инерции.
Расчет силы давления газов.
Расчет суммарной силы, действующей в кривошипно-шатунном механизме.
Мы рассмотрим только силы инерции от возвратно-поступательно движущихся масс:
Pj= -mj*j (Н)
По условию нам было дано давление газов в МПа переводим в Па, умножая на , для нахождения силы нам необходимо умножить на площадь поршня Sп=0,0045( )
Суммарные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме, определяются путем алгебраического сложения сил давления газов и сил инерции возвратно-поступательных движущихся масс.
P=Pг+ Pj(H)
Расчет нормальной силы.
Расчет силы, действующей вдоль шатуна.
Расчет силы направленной по радиусу кривошипа.
Расчет тангенциальной силы.
Сила N, действующая перпендикулярно оси цилиндра, называется нормальной силой и воспринимается стенками цилиндра.
N=Ptg(β) (H)
Сила S, действующая вдоль шатуна, воздействует на него и далее передается кривошипу. Она считается положительной, если сжимает шатун, и отрицательной, если его растягивает:
S=P/cos(β) (H)
Одна из двух составляющих сил, от действия силы S, направленная по радиусу кривошипа: K=Pcos(β+ϕ)/cos(β) (H)
Вторая из двух составляющих сил, от силы S, тангенциальная сила, направленная по касательной к окружности радиуса кривошипа:
T=Psin(ϕ+β)/cos(β) (H)
Расчет суммарного крутящего момента.
Так как 6 цилиндра, то построим крутящий момент со смещением на 120 градусов.
Найденные крутящие моменты цилиндров, сложим в одинаковые углы поворота коленчатого вала.