Расчет конструкции двигателя внутреннего сгорания - Курсовая работа

5400 4 0,285 50 0,369 4 7,420 где: n - частота оборотов двигателя, ? - тактность двигателя, Vh - рабочий объем одного двигателя, Ne-мощность двигателя, i - количества цилиндров, p - максимальное давления. Ход поршня предварительно выбираем: . Так как ход поршня предварительно был принят , то: . В целях уменьшения высоты двигателя без значительного увеличения инерционных и нормальных сил отношение радиуса кривошипа к длине шатуна предварительно было принято . Расчет производится аналитически через каждые угла поворота коленчатого вала.Для элементов кривошипно-шатунного механизма бензинового двигателя с D=60 мм принимаем следующие конструктивные массы: , , . Масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца: ; (2.5)Центробежная сила инерции вращающихся масс: .Удельная сила, сосредоточенная на оси поршневого пальца: . Удельная сила, действующая вдоль шатуна: . Удельная сила, действующая по радиусу кривошипа: .Крутящий момент одного цилиндра: КНМ. Суммирование значений крутящих моментов всех двух цилиндров двигателя осуществляется табличным методом через каждые угла поворота коленчатого вала и по полученным данным строится кривая в масштабе в . Суммирование значений крутящих моментов ?° Цилиндры Мкр, Н*М Рисунок 2.1 Крутящий момент Сила N, действующая перпендикулярно оси цилиндра, называется нормальной силой и воспринимается стенками цилиндра.По таблице принимаем: толщина днища поршня , высота поршня , высота юбки поршня , радиальную толщину кольца , радиальный зазор кольца в канавке поршня , толщина стенки головки поршня , величина верхней кольцевой перемычки , число и диаметр масляных каналов в поршне и . Кроме того, в целях повышения износо-и термостойкости поршня целесообразно осуществлять твердое анодирование днища и огневого пояса, что уменьшит возможности перегрева и прогорания верхнего компрессионного кольца. масса головки поршня с кольцами, расположенными выше сечения Ускорение приработки юбки поршня, а так же уменьшение трения и снижения износа пары - юкка поршня - стенка цилиндра - достигается покрытием юбки поршня тонким (0,003 - 0,005 мм) слоем олова, свинца или оловянно-свинцового сплава. Гарантированная подвижность поршня в цилиндре достигается за счет установления диаметральных зазоров между цилиндром и поршнем при их неодинаковом расширении в верхнем сечении головки поршня и нижнем сечении юбки .По таблице принимаем: радиальная толщина кольца , коэффициент, зависящий от способа надевания кольца, . Давление кольца на стенку цилиндра в различных точках окружности определяется по формуле: . Где - переменный коэффициент, определяемый изготовлением в соответствии с принятой формой эпюры давления кольца на зеркало цилиндра. Для бензиновых двигателей можно принять грушевидную форму эпюры давления кольца со следующими параметрами: Таблица 4.Данные для расчета пальца: диаметр цилиндра , ход поршня , площадь поршня , наибольшую нормальную силу , массу поршневой группы , , действительное максимальное давление сгорания при . Принимаем: наружный диаметр пальца , внутренний диаметр пальца , длина пальца , длина втулки шатуна , расстояние между торцами бобышек . Сила, действующая на поршневой палец: - газовая Удельное давление пальца на втулку поршневой головки шатуна: .Из расчетов имеем: давление сгорания ,массу поршневой группы ; массу шатунной группы ; максимальная частота вращения при холостом ходе ; ход поршня ; площадь поршня ; . Из расчета поршневой группы имеем диаметр поршневого пальца ; длина поршневой головки шатуна . По таблице принимаем: наружный диаметр головки ; внутренний диаметр головки ; радиальная толщина стенки головки Для стали 45Г 2: предел прочности , пределы усталости при изгибе и растяжении - сжатии , предел текучести , коэффициенты приведения цикла при изгибе и растяжении - сжатии . эффективный коэффициент концентрации напряжений (головка не имеет резких переходов и концентрация напряжений в основном зависит от качественной структуры материала); - масштабный коэффициент, определяется по таблице; - коэффициент поверхностной чувствительности, определяется по таблице.Из динамического расчета и расчета поршневой головки шатуна имеем: радиус кривошипа м, массу поршневой группы , массу шатунной группы , угловую частоту вращения , . Из таблицы: диаметр шатунной шейки , толщина стенки вкладыша , расстояние между шатунными болтами , длина кривошипной головки .кинематика двигатель поршень шатун Из динамического расчета имеем: , при ? =10, (4.41) Максимальное напряжение от сжимающей силы: - в плоскости качания шатунаИз расчета кривошипной головки шатуна имеем: максимальную силу инерции, разрывающую кривошипную головку и шатунные болты: Pjp =0,01344 МН. Принимаем: номинальный диаметр болта d=10 мм, шаг резьбы t=1мм, число болтов , материал - сталь 40Х. По таблице для легированной стали 40ХНМА определяем: пределы прочности , текучести и усталости при растяжении - сжатии , коэффициенты приведения цикла при растяжении - сжатии .На основании динамического расчета имеем: коленчатый вал полноопон

Содержание

1. Кинематика

2. Динамика

2.1 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма

2.2 Удельные и полные силы инерции

2.3 Удельные суммарные массы

2.4 Крутящие моменты

3. Поршневая группа

3.1 Расчет поршня бензинового двигателя

3.2 Расчет кольца поршневого бензинового двигателя

3.3 Расчет пальца поршневого бензинового двигателя

4. Шатунная группа

4.1 Расчет поршневой головки шатуна бензинового двигателя

4.2 Расчет кривошипной головки шатуна

4.3 Расчет стержня шатуна бензинового двигателя

4.4 Расчет шатунного болта

5. Расчет коленчатого вала

5.1 Расчет коленчатого вала рядного двигателя

5.2 Расчет коренной шейки

5.3 Расчет шатунной шейки

5.4 Расчет щеки

6. Расчет корпуса двигателя

6.1 Гильза цилиндра

6.2 Расчет шпильки головки блока цилиндров

Список литературы

Приложение

1. Кинематика

Расчет четырехтактного четырехцилиндрового рядного карбюраторного двигателя внутреннего сгорания. Данные для расчета в таблице 1.

Таблица 1. Исходные данные n,об/мин ? ? Ne, КВТ Vh i pzд,МПА

1. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: учеб. Пособие для вузов./А.И. Колчин, В.П. Демидов - 3-е изд. перераб. И доп. - М.: Высш. шк., 2002. - 496 с. : ил.

2. Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей: [учебник для вузов по специальности "Двигатели внутреннего сгорания"] / В.П. Алексеев [ и др.] ; под общ. ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова.- 4-е изд., перераб. и доп. - Москва: Машиностроение, 1990 .- 288 с. : ил.