Курсовая работа: Основы теории трактора и автомобиля

В курсовой работе рекомендуется при построении индикаторной диаграммы пользоваться относительным объемом Vx = V/Vа . То есть, точка В (рис. 1), соответствующая полному объему цилиндра по оси абсцисс имеет координату равную 1, а точка А, соответствующая объему камеры сгорания координату 1/x. Отрезок ОА соответствующий объему камеры сгорания в этом случае равен: ОА = АВ/(e-1) (60)

Политропы сжатия и расширения можно строить графическими или аналитическим методом. Используем аналитический метод, при котором координаты промежуточных точек рассчитываем по формулам:

- для политропы сжатия: (61)

- для политропы расширения: (62)

Результаты расчета удобно представить в виде таблицы 2.

Отложив и соединив тонкими линиями все расчетные точки получим расчетную индикаторную диаграмму. Для получения действительной индикаторной диаграммы необходимо "скруглить" расчетную на участках, изображающих процессы сгорания и выпуска-впуска так как показано на рис 1/x. С учетом углов впрыска и воспламенения топлива, открытия и закрытия клапанов.

Таблица 2. Результаты расчета политроп сжатия и расширения

Vx =V/Va		1	0,667	0,5	0,333	0,2	0,125	0,1	1/d	1/x
1/Vx		1	1,5	2	3	5	8	10	d	e
сжат.	рx =рa (1/Vx)n 1	0,090	0,150	0,230	0,400	0,810	1,550	2,100	2,310	4,190
расш.	рx =рb (1/Vx )n 2	0,326	0,540	0,790	1,320	2,540	4,640	6,170	6,710	6,710

3 ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА

Расчет состоит в определении основных сил, действующих в КШМ и определении параметров маховика.

Исходными данными для расчета являются: результаты теплового расчета двигателя, конструктивный прототип двигателя, значение номинальной эффективной мощности, полученной в тяговом расчете трактора, или автомобиля и значение номинальной частоты вращения коленчатого вала.

По результатам расчета необходимо выполнить следующие листы графической части: 1лист - диаграмма газовых, инерционных и суммарных сил; 2лист - диаграммы сил N,Р_ш ,K' и T, действующих в КШМ; 3 лист -диаграмма суммарного крутящего момента.

3.1 РАСЧЕТ УСИЛИЙ ДЕЙСТВУЮЩИХ В КШМ

Определение усилий, действующих в КШМ, необходимо для расчета деталей двигателя на прочность и определения нагрузок на подшипники. При расчете КШМ силы трения и тяжести не учитываем и принимаем, что коленвал вращается с постоянной угловой скоростью, а картер неподвижен. Таким образом, основные силы при расчете деталей КШМ - силы давления газов и инерции движущихся масс. Схема сил, действующих в КШМ, приведена на рис. 2.

Так как на поршень во внутренней полости картера действует атмосферное давление, то избыточное давление газов на поршень определяем

p_г = p _x - p _{о ,} (62)

где p _x - текущее абсолютное давление газов в цилиндре ( определяется по индикаторной диаграмме), МПа;

p_о - атмосферное давление (p_о = 0,1 МПа).

Вдоль оси цилиндра на поршень действует сила давления газов и силы инерции возвратно-поступательное движущихся масс. Суммарное усилие по оси цилиндра, действующее на поршневой палец (кН):

Р_å = Р_г + Р_j , (63)

где Р_г - силы давления газов, кН;

Рj - силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс. Силы давления газов определяются (кН):

, (64)

где p_x - текущее значение давления по индикаторной диаграмме, МПа;

D - диаметр цилиндра, м.

Для облегчения определения Р_Σ и дальнейшего динамического расчета КШМ свернутую индикаторную диаграмму в координатах p, V преобразуем в развернутую диаграмму в координатах p_г , a.

Построение развернутой индикаторной диаграммы рекомендуется производить с использованием приближенного уравнения для перемещения поршня относительно верхней мертвой точки:

S_x = R ((1+l/4)-(COSj+(l/4COS2j)) , (65)

где l= R/L_ш - кинематический параметр КШМ (принимаем по прототипу двигателя).

Решая уравнение (82) для разных j , определяем соответствующие им S_x .

Причем достаточно произвести расчет для j =(0...180), так как S_x является симметричной функцией относительно точки j=180⁰ и имеет период 360⁰ .

Полученные результаты заносим в таблицу 5. Отрезки по вертикали из точек Sx, соответствующих определенным j до пересечения с кривыми свернутой индикаторной диаграммы в масштабе m_p указывают текущее значение p_x .По выражению (81) определяем Р_г , используя полученные значения p_x .