Техническое задание


ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ЧЕТЫРЁХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ.

Схема установки




Четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания служит в качестве привода электрогенератора. Основной механизм двигателя (рис. 1)– кривошипно-ползунный, состоящий из трёх подвижных звеньев: 1 - коленчатый вал, 2 – шатун, 3 – поршень. Вал электрогенератора связан с коленчатым валом. Цикл работы четырёхтактного двигателя совершается за 2 оборота коленчатого вала. Изменение давления в цилиндре двигателя в зависимости от положения поршня представлено на индикаторной диаграмме (рис. 2), данные для построения которой приведены в таблице 2.

Кулачковые механизмы предназначены для открытия и закрытия впускного и выпускного клапанов. Кулачки 4, 4`– дисковые, вращающиеся, закреплены на распределительном валу (N), кинематически связанном с коленчатым валом зубчатыми передачами 6-7 и 6`-7` (число оборотов распределительного вала в 2 раза меньше числа оборотов коленчатого вала). Толкатели 5, 5` - роликовые, поступательно движущиеся, с внеосностью e.

Исходные данные приведены в таблице 1.



Таблица 1


Исходные данные


Наименование параметра

Обозначение

Размерность

Значение

Средняя скорость поршня

Vср.

м/с

4

Число оборотов коленчатого вала

n1

об/мин

600

Отношение длины шатуна к длине кривошипа

LAB/LOA

-

3,5

Отношение расстояния от точки А до центра тяжести шатуна к длине шатуна

LAS2 /LAB

-

0,38

Диаметр цилиндра

d

м

0,22

Максимальное давление в цилиндре двигателя

Pmax

Па

35· 105

Вес шатуна

G2

Н

135

Вес поршня

G3

Н

210

Момент инерции шатуна относительно оси, проходящей через его центр тяжести

I2S

кГ·м2

0,6

Коэффициент неравномерности вращения вала I

-

1/100

Момент инерции вращающихся звеньев, приведённый к валу кривошипа

I вр пр

кГ·м2

200

Закон изменения ускорения толкателя (рис. 3)

-

-

Б

Величина подъёма толкателя впускного клапана

h

м

0,008

Угловая координата кривошипа для силового расчёта (рис. 1)

1

град

60

Число зубьев колёс 6 и 7

Z6

-

11

Z7

-

22

Модуль зубчатых колес 6 и 7

m

мм

5

Угол наклона зуба для колес 6 и 7

b

град

15

Угол поворота кулачка, соответствующий дальнему стоянию толкателя

fвыст

град

5

Внеосность толкателя кулачкового механизма

e

м

0,005

Максимально допустимый угол давления в кулачковом механизме

[θ]

град

35

Рабочий угол профиля кулачка впускного клапана

раб.

град

105

Параметры исходного контура реечного инструмента

0

град

20

ha*

-

1

c*

-

0,25








Таблица 2

Значения давления в цилиндре двигателя в долях максимального давления Pmax в зависимости от положения поршня


Путь поршня (в долях хода)

0

0.05

0.0665

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Всасывание


0



-0,01


-0,01


-0,01


-0,01


-0,01


-0,01


-0,01


-0,01


-0,01


-0,01

-0,01


-0,01

Сжатие


0,46


0,31


0,28


0,245


0,17


0,104


0,066


0,038


0,02


0,01


0,01


0


-0,01

Расширение


0,46


0,9


1


0,85


0,56


0,4


0,31


0,245


0,2


0,16


0,12


0,097


0,047

Выхлоп


0


0,01


0,01


0,01


0,01


0,01


0,01


0,01


0,01


0,01


0,01


0,01


0,047


1. Проектирование основного механизма и определение закона движения механизма


1.1 Определение размеров механизма.


Проектирование кривошипно-ползунного механизма ведется по средней скорости поршня. При этом известными являются следующие параметры: средняя скорость поршня Vср=4 м/с, частота вращения вала кривошипа n=600 об/мин=600/60 c-1=10 c-1.

Согласно формулам:

По заданному соотношению:

и

Отсюда определим длину шатуна:

Теперь определяем положение центра масс шатуна:

На листе вычерчиваем схему механизма.

Пусть OA=50 мм

Возьмём масштаб:



С учетом масштаба:

LOA=50 мм LAB=175 мм LAS2=66,5 мм


1.2 Построение индикаторной диаграммы.


Максимальное давление в цилиндре двигателя

Р=zР/Pmax=100/35*105=0,029 [мм/кПа] ,

где Р - масштаб индикаторной диаграммы;


HВ=2* lOА ,

где lOА, [м] – длина кривошипа;

Н, [м] - полный ход поршня;

Тогда HВ =2*0,1=0,2 [м ;


Пусть s =l =500 [мм/м], тогда база индикаторной диаграммы

b= HВ *l=0,2*500=100 [мм]


Индикаторную диаграмму строим по заданной таблице значений давления в цилиндре двигателя.



1.3 Построение графика силы F


На звенья механизма действуют следующие силы и моменты:

  1. движущие силы FД или моменты МД, развиваемые двигателем. Сила считается движущей, если её работа за один период цикла положительна (даже в том случае, когда она знакопеременна);

  2. силы FC или моменты МС полезного сопротивления – силы (моменты), возникновение которых предопределяется технологическим процессом рабочей машины. Работа этих сил (моментов) за один период цикла отрицательна;

  3. силы тяжести Gi отдельных звеньев механизма.


Рассмотрим построение графика силы F по ходу поршня SB.

Траекторию движения точки А кривошипа 1 разобьем на 12 равных частей и найдем соответствующие положения точки.

Для определения силы давления на поршень F необходимо умножить давление в цилиндре на площадь поршня. При построении графика силы, действующей на поршень, ординаты этого графика принимаем равными ординатам индикаторной диаграммы, т. к. сила пропорциональна давлению в цилиндре.

Для определения силы давления на поршень умножили давление на площадь поршня.

Максимальная сила, действующая на поршень:

Fmax = pmax · Sп, где

Sп = d2/4 = (3,14*0,222)/4 = 0,037994 м2 – площадь поршня

Fmax = 3,5 · 106 · 0,037994 H = 132979 Н ~133 кН


Масштаб силы =/=0,029/0,037994=0,763 [мм/кН];


Масштаб хода поршня S = ,где 0.2 м – это ход поршня,


равный двум длинам кривошипа: НВ=2·LOA=2 · 0,1=0,2 м

S =l =500 мм/м


Таблица 1.3



0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

ZFi

мм

46

92.95

39.51

21.13

11.87

7.82

4.7

0

0

0

0

0

0

F

кН


60.29


121.82


51.78


27.69


15.56


10.25


6.16


0.00


0.00


0.00


0.00


0.00


0.00


13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24


ZFi

мм

0

0

0

0

0

-4.7

-2.19

-0.98

-2.40

-10.18

-25.92

-46


F

кН


0.00


0.00


0.00


0.00


0.00


-6.16


-2.87


-1.28


-3.15


-13.34


-33.97


-60.29



Случайные файлы

Файл
14965.rtf
2577-1.rtf
69064.rtf
288.rtf
152804.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.