Дипломная работа: Проект модернізації конструкції шатуну автомобільного двигуна

При переміщенні поршня швидкість його руху є величиною переміною та при сталої частоті обертання колінчастого валу залежить тільки від змінювання кута повороту кривошипа та відношення λ = R/L_ш .

Максимальна швидкість поршня буде рівною V_max =19,1787 м/с, при φ = 80є. В цьому випадку кут між шатуном та кривошипом буде рівним 90є.

У мертвих точках швидкість поршня дорівнює 0.

Прискорення поршня:

Величина прискорення j_max поршня залежить від відношення радіуса кривошипа до довжини шатуна. Максимальне значення j_max = 13807,8 м/с² при φ = 0, тобто у мертвій точці.

2.2.5 Динаміка кривошипно-шатунного механізму

Динамічний розрахунок кривошипно – шатунного механізму заключається у визначенні сумарних сил та моментів, виникаючих від тиску газів та сил інерції. По цим силам розраховують основні деталі на міцність та знос, а також визначають нерівномірність крутячого моменту та ступінь нерівномірності ходу двигуна. Під час роботи двигуна на деталі кривошипно – шатунного механізму діють сили тиску газів в циліндру, сили інерції зворотно-поступових мас, центробіжні сили та тиск на поршень зі сторони картера.

Параметри динамічного аналізу розраховані за допомогою ЕОМ (дивись додаток Д.). Для побудування графіків використовуємо дані таблиці 2.7

Сили та тиски, діючі на деталі КШМ:

ΔP_а – надлишковий тиск під поршнем, МПа;

P_j – удільна сила інерції, МПа;

К_г – центробіжна сила інерції обертаючихся мас, кн.;

К_гш та К_гк - центробіжні сили інерції обертаючихся мас шатуна та кривошипа, кН;

Р – удільна сила, зосереджена на осі поршневого пальця, МПа;

P_s – удільна сила, діюча вздовж тіла шатуна, МПа;

P_п – удільна нормальна сила, МПа;

P_т та Т – удільна та тангенціальна (повна) сили, МПа та кН;

P_к – удільна сила, діюча по радіусу кривошипа, МПа;

Величини сил Р, P_s , P_п , P_т , P_к дорівнюються нулю, коли кут між шатуном та кривошипом дорівнює 90є. Максимальні значення сил Р, P_s , P_к достигають під час запалювання робочої суміші при φ = 360є. При цьому збільшується тиск на поршень, що призводить до інтенсивного зносу корінних підшипників.

2.3 Аналіз потужних ефективних параметрів проектованого двигуна та порівняння з ефективними показниками базового двигуна

Параметри, які характеризують конструктивні особливості двигуна

Кількість та розташування циліндрів впливає на розміри циліндрів, урівноваженість двигуна, рівномірність ходу, теплову напругу теплової групи, знос двигуна, вартість виробництва, вартість експлуатації.

В проектуємому двигуні і=4; D= 67,5; S= 63,5 що дозволило створити камеру згорання більш кращої форми, підвищити ступінь стиснення ε = 9,5 , а також й економічність двигуна.

При малому діаметрі поршня зменшена вага шатунно-поршневої групи,

сили інерції зворотно-поступових мас зі збільшенням числа циліндрів зменшується, що дозволяє знизити знос двигуна та збільшити обороти колінчастого валу, при цьому збільшується потужність двигуна та зменшується його питома вага.

Відношення ходу поршня до діаметру циліндра.

Параметр, впливаючий на конструкцію двигуна, в базовому двигуні, що дозволяє віднести двигун до швидкохідних.

Використання короткохідної конструкції дозволило:

- трохи збільшити довжину двигуна та довжину колінчастого валу;