ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДВС

Кривошипно-шатунный механизм

При известном диаметре поршня его остальные основные размеры определяются из эмпирических соотношений [3].

Результаты расчетов приведены в таблице 6.1.

 

Таблица 6.1- Основные размеры КШМ

 

Диаметр поршня	d = D	d = 130 мм
Толщина днища поршня Высота поршня Высота верхней части поршня Высота юбки поршня
Внешний диаметр внутреннего торца бобышек   Расстояние между торцами бобышек	d	мм
Толщина стенки юбки поршня
Толщина стенки головки поршня Расстояние до первой поршневой канавки
Толщина первой кольцевой перемычки	hП= ( 0,03…0,05 )d	hП=5,2мм
Радиальная толщина кольца	t= (0,04…0,045)d	t= 5,2 мм
Разность между величинами зазоров замка кольца в свободном и рабочем состоянии	A0 = ( 2,5…4,0 )t	A0 = 12мм
Радиальный зазор кольца в канавке поршня	∆t = 0,7…0,95	∆t = 0,7мм
Внутренний диаметр поршня	di=d-2(s+t+∆t)	di=106,6мм
Диаметр масляного кольца	dм= (0,3…0,5)а	dм= 0,9мм
Диаметр пальца	dП= (0,30…0,38)d	dП= 34мм
Внутренний диаметр пальца	dВ= (0,50…0,70)dП	dВ= 30мм
Длина пальца	lП=(0,85…0,90)d	lП= 90мм
Внутренний диаметр поршня головки с втулкой	d= (1,10…1,25)dП	d=33 мм
Наружный диаметр головки	dГ= (1,3…1,7)dП	dГ=51мм
Длина поршневой головки шатуна	lш=(0,28…0,32)d	lш=37 мм
Минимальная радиальная толщина стенки головки	hг=(0,16…0,27)dП	hг=8,1 мм
Радиальная толщина стенки втулки	Sв=(0,055…0,085) dП	Sв=2,4 мм
Диаметр шатунной шейки	dш.ш.=(0,56…0,75)d	dш.ш.=70мм
Толщина стенки вкладыша	tВ=(0,03…0,05) dш.ш	tВ=2,5мм
Расстояние между шатунными болтами	сб=(1,30…1,75) dш.ш	сб=104мм
Длина кривошипной головки	lк=(0,45…0,95) dш.ш	lк=40мм
Размеры сечения шатуна:
hш min	(0,5 – 0,55)dг	hш min=24,3
hш	(1,2 – 1,4) hш min	hш=29,22
bш	(0,50 – 0,75)lш	bш=43,6
aш = tш	(4,0 – 7,5)	aш = tш=6

Определение перемещения, скорости и ускорения поршня

Литровая мощность ,кВт/л [3]:

(6.1)

 

Удельная поршневая мощность , кВт/дм² [3]:

(6.2)

 

Перемещение поршня , м [3]: HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РПОК.МС-311.19.00.00.00 ПЗ

Перемещение поршня , м [3]:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РПОК.МС-311.19.00.00.00 ПЗ

, (6.3)

где r- радиус кривошипа, r=0,078м; φ – угол поворота коленчатого вала, град.; λ- соотношение радиуса кривошипа и длинны шатуна, λ=0,25.

График перемещения поршня при φ=0…..720º с шагом 30º представлен на рисунке 6.2 а.

Скорость поршня , м/с [3]:

, (6.4)

где ω- угловая скорость, рад/с;

(6.5)

где - номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя, =1850 об/мин.

График скорости поршня при φ=0…..720º с шагом 30º представлен на рисунке 6.2 б.

Ускорение поршня j,м/с² [3]:

. (6.6)

 

График ускорения поршня при φ=0…..720º с шагом 30º представлен на рисунке 6.2 в.

 

а)

 

б)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РПОК.МС-311.19.00.00.00 ПЗ

б)

 

 

в)

 

Рисунок 6.2 – Зависимости перемещения, скорости и ускорения поршня от угла поворота коленчатого вала

 

 

Силы, действующие в двигателе

 

Сила инерции

Сила инерции , Н [3]:

, (6.7)

где - приведенная масса поршня, кг; j- ускорение поршня (формула 6.6, рисунок 6.2.в)

Приведенная масса поршня кг, [3]:

, (6.8)

где - масса поршня, кг; - масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца, кг.

, (6.9)

где - площадь поршня, .

, (6.10)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

РПОК.МС-311.19.00.00.00 ПЗ

где D- диаметр поршня, D=0,13 м.

.

, (6.11)

где - масса шатуна, кг.

(6.12)

По формуле (6.8) получено:

 

Значения силы инерции в зависимости от угла поворота коленчатого вала занесены в таблицу 6.3.

 

Сила давления газов

Сила давления газов , Н [3]:

, (6.13)

где - значения давления при данном угле поворот, МПа; - атмосферное давление. =0,1МПа.

Значения , в зависимости от угла поворота коленчатого вала занесены в таблицу 6.3.

 

Суммарная сила

Суммарная сила Р, Н [3]:

(6.14)

 

 

Рисунок 6.3 - Графики зависимостей силы давления газов, силы инерции и суммарной силы от угла поворота коленчатого вала

Значения суммарной силы в зависимости от угла поворота коленчатого вала занесены в таблицу 6.3