Расчётно- практическое занятие №4.2 Тема : Теория поршневых ДВС

Расчётно- практическое занятие №4.2

Тема : Теория поршневых ДВС

Наименование: «Построение графиков динамического расчёта ДВС и расчёт момента инерции маховика»

Норма времени- 2*45 = 90 мин.

Задание – На основании таблицы сводных данных(пункт 7 рпр. №3)

динамического расчёта произвести построение графиков сил , действующих в кривошипно-шатунном механизме поршневого ДВС(формат А3) и рассчитать момент инерции маховика :

1.Суммарный график действии тангенциальных сил четырёхцилиндрового двигателя (типа 4Р), Т_∑= f(α_пкв) ;

2.Рассчитать момент инерции маховика; ( Ј_м ).

Пояснения к выполнению:

1.1Определение средней ординаты тангенциальной силы.

При построении графика тангенциальных сил Т = f(α) положительные значения силы Т откладываются вверх, а отрицательные значения вниз. Затем определяется средняя ордината тангенциальной силы Т и проводится на графике (смотри рис. 7) линия, характеризующая уровень раздела положительных и отрицательных значений тангенциальной силы:

Ρ = [∑F_пол - ∑F_отр]/ l_д, , (мм), где ∑F_пол – суммарная площадь всех участков диаграммы, расположенных над осью абсцисс, (мм²); ∑F_отр – суммарная площадь участков, расположенных под осью абсцисс, (мм²); l_д – длина диаграммы, (мм).

\1.2 Построение сводного графика тангенциальных сил многоцилиндрового поршневого двигателя.

Для многоцилиндровых двигателей строится суммарная диаграмма тангенциальных усилий, на которой воспроизводится в тонких линиях диаграмма усилий тангенциальных сил, развиваемых в каждом из цилиндров, затем они графически складываются, и полученная кривая суммарной силы обводится жирно.

На суммарной диаграмме 4- тактного двухцилиндрового двигателя наносятся две диаграммы, сдвинутые одна относительно другой на 180⁰, если порядок работы цилиндров 1-2-0-0, или на 540⁰, если порядок работы1-0-0-2. У четырёхцилиндровых 4-тактных двигателей отдельные диаграммы должны быть последовательно сдвинуты по фазе одна относительно другой на 180⁰, а у шестицилиндровых на 120⁰. У четырёхцилиндровых 4-тактных двигателей на одном участке (такте) суммарной диаграммы строятся четыре отдельных графика; на остальных участках строятся лишь их результирующие (см. рис. 8). Для V-образных двигателей суммарная диаграмма тангенциальных сил находится из сложения соответствующих диаграмм цилиндров правого и левого рядов. Возможны два подхода к построению суммарной диаграммы для таких двигателей:

- первый ( см.рис.9) основан на построении суммарной силы правого и левого цилиндров, «завязанных» на одну шатунную шейку, а затем полученная равнодействующая складывается графически с такими же графиками сил Т_п+л других шеек;

-при втором, после построения графика Т =f(α) одного цилиндра строится суммарная диаграмма всех цилиндров одного ряда. График второго ряда точно такой же только смещён на 90⁰ПКВ. Суммарная диаграмма правого и левого ряда складывается графически и получается суммарная диаграмма сил Т двигателя.

1.3 Момент инерции маховика.

По величине ρ*i проверяется правильность построения суммарной диаграммы тангенциальных сил и выполнение всего динамического расчёта двигателя. Построение выполнено правильно, если выполняется условие:

Ρ*i*μ_т*ω_н*η_м*r_кш*10^-3 = N_e(р), (кВт),

где μ_т- масштаб сил Т, (н/мм), принятый по оси ординат;

-r_кш- радиус кривошипа, (м);

-η_м- механический КПД двигателя из результатов теплового расчёта;

ω_н –угловая частота вращения коленчатого вала двигателя (с^-1);

N_e(р) - эффективная мощность двигателя по результатам теплового расчёта.

На диаграмме суммарной тангенциальной силы откладывается ордината ρ*i и выявляется участок, на котором избыточная площадка имеет максимальное значение F_изб (см.рис.8). Соответствующая ей избыточная работа определяется из выражения:

L_изб =μ*F_изб, (дж);

- где μ- масштаб площадки, (нм/мм²), μ=μ_т*μ₂ ;

- μ₂ –масштаб диаграммы по оси абсцисс μ₂ =12,56*r_кш /l_д , (м/мм).

По избыточной работе определяется момент инерции маховика, способный обеспечить требуемую степень неравномерности ( δ_к ) вращения коленчатого вала.

Ј_м = 0,8*L_изб / (δ_к*ω²),

у автотракторных тепловых поршневых двигателей степень неравномерности

δ_к = 0,01…0,03; чем больше число цилиндров, тем меньше δ_к.