Количество свежего заряда или горючей смеси для карбюраторных ДВС. Основные эффективные показатели рабочего цикла. Построение индикаторной диаграммы. Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма. Силы, действующие на шатунные шейки коленвала.
Аннотация к работе
Рябушинскими планировалось развернуть на заводе производство лицензионного 1,5-тонного грузовика «ФИАТ-15 Ter» образца 1915 года, но планам помешала национализация после Великой октябрьской социалистической революции. Завод успел собрать из итальянских сборочных комплектов 1317 грузовиков, из которых 432 ед. в 1917 г., 779 ед. Кроме того, предприятие за эти годы капитально восстановило 230 автомобилей, произвело средний ремонт 18 и текущий ремонт 67 автомобилей, а также отремонтировало 137 мотоциклов. Предприятие продолжало восстанавливаться после разрухи и 1 ноября 1924 г. полностью самостоятельно собрало первый полуторатонный грузовик АМО-Ф-15. 7 ноября колонна из десяти автомобилей прошла в параде по Красной площади. В 1934 году, после завершения коренной реконструкции предприятия (до 100 000 автомобилей в год) этот легендарный в будущем грузовик пошел в массовую серию.При проведении расчетов необходимо сравнить данные отдельных его этапов с соответствующими параметрами существующих двигателей. Если обнаружится ошибка - проверить поворотным расчетом или изменить численные значения отдельных принятых величин.Количество свежего заряда или горючей смеси для карбюраторных ДВС, кмоль/кг топлива, Здесь ? - коэффициент избытка воздуха: ?=0,7 - 1,18. ?т - молекулярная масса паров топлива, кг/кмоль: ?т=110 - 120. Количество продуктов сгорания М2 подсчитывается как сумма отдельных составляющих смеси, кмоль/кг.Расчет процесса впуска заключается в определении величин давления Pa, МПА, температуры Та, К, конца впуска и коэффициента наполнения ?V: Давление Р0 и температуру Т0 окружающей среды обычно принимают Р0=0,1 МПА и Т0=293 К. Степень сжатия ? принять по данным двигателя прототипа.Параметры рабочего тела в конце процесса сжатия - давление Рс, МПА, и температуру Тс, К, определяют по уравнениям политропного процесса по формулам: где n1 - средний показатель политропы сжатия, величина которого зависит от многих факторов.Расчет процесса сгорания заключается в определении максимальных значений температуры Tz и давления Pz в цилиндре двигателя.Расчет процесса расширения заключается в определении давления Рв МПА и температуры Тв К по уравнениям политропного процесса: где n2 - средний показатель политропы расширения.Теоретическое среднее индикаторное давление для карбюраторных двигателей, МПА: где ?=3,2 - 4,2 - степень повышения давления.Среднее эффективное давление, МПА, где Рм - среднее давление механических потерь, которое подсчитывают с учетом средней скорости поршня n, м/с: Рм=0,04 0,013 nДиаметр цилиндра и ход поршня, мм: где S/D - отношение хода поршня к диаметру цилиндра, которое по опытным данным имеет следующие значения: S/D=0,7 - 1,0. Полученные значения D и S округляют до целого числа и по полученным величинам подсчитывают показатели двигателя: Литраж, дм3, Крутящий момент, Н*м, Числовой расход топлива, кг/ч, Средняя скорость поршня, м/с, Полученное значение Ne сравнивают с заданной мощностью.Построение индикаторной диаграммы двигателя внутреннего сгорания производится с использованием данных расчета рабочего процесса. При построении диаграммы ее масштабы рекомендуется выбирать с таким расчетом, чтобы получить высоту, равную 1,2 - 1,7 ее основания. В начале построения на оси абсцисс откладывают отрезок АВ, соответствующий рабочему объему цилиндра, т.е. по величине равной ходу поршня в масштабе Ms, в зависимости от него масштаб принять 1:1, 1,5:1 или 2:1.Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма (КШМ) заключается в определении суммарных сил и моментов, возникающих от давления газов и от сил инерции. Во время работы двигателя на детали КШМ действуют: - силы давления газов в цилиндре; Поэтому для определения характера изменения этих сил по углу поворота коленчатого вала их величины определяют для различных положений кривошипа через 30°. За время полного рабочего цикла сила от давления газов, силы инерции и эффективный крутящий момент изменяются по величине и направлению. Р - суммарная сила; N - нормальная сила; S - сила, действующая по шатуну; К - сила, направленная по радиусу кривошипа; Т - тангенциальная сила; ? - угловая скорость; ? - угол поворота кривошипа; ? - угол наклона шатуна от оси цилиндра.Силы давления газов, действующих на поршень, условно заменяют одной силой, приложенной к оси поршневого пальца и направленной по оси цилиндра. Определяется эта сила для каждого значения угла поворота кривошипа ? по индикаторной диаграмме, рассчитанной для нормального режима работы двигателя. При этом ост абсцисс располагают на уровне линии атмосферного давления Р0, так как давление на диаграмме Р - ? изображается избыточное давление над поршнем. Ось абсцисс на диаграмме Р - ? делят вертикальными линиями на отрезки, через 30° угла поворота кривошипа и обозначают точки соответствующими значениями угла. Численное значение величины силы давления газов на поршень (КН) определяют по формуле: где Рг и Р0 - давления газа на поршень и атмосферное давление в МН/м2, принятые по диаграмме Р - V, Fn - площадь поршня, м2