«Проектирование судового двигателя внутреннего сгорания» - Курсовая работа

Содержание

Исходные данные….2

Содержание….…3

Введение….….4

1 Предварительное определение параметров дизеля…5

2 Тепловой расчет….8

3 Вычерчивание индикаторной диаграммы….….20

4 Расчет сил, действующих в однорядном многоцилиндровом дизеле….…22

5 Определение размеров маховика….….30

6 Расчет на прочность основных деталей дизеля….32

6.1 Расчет на прочность коленчатого вала….32

6.2 Расчет на прочность поршня….33

6.3 Расчет на прочность поршневого пальца….35

6.4 Расчет на прочность поршневого кольца….38

Список используемой литературы….40

Введение

Создание современного двигателя внутреннего сгорания – сложный процесс, в котором участвуют различные специалисты. Центральное место в этом процессе занимает разработка конструкторского проекта.

Конструирование двигателя заключается в инженерной разработке его конструкций. Научно – технический прогресс требует от конструкторов создание двигателей с высокими значениями основных показателей, главными из которых является экономичность, надежность, ресурс, материалоемкость, доступность изготовления и простота обслуживания. Для этого чтобы создаваемый двигатель удовлетворял перечисленным требованием, необходимо при его проектировании использовать новые конструкторские решения. Это не отрицает преемственности конструкций и возможности применения хорошо зарекомендовавших себя конструкций, а также узлов и деталей.

Выдержка из текста работы

Крутящие моменты отдельных цилиндров, складываясь вдоль вала, образуют на шатунных и коренных шейках набегающие крутящие моменты, подсчитываемые по уравнениям:

для коренных шеек:

для шатунных шеек:

где Tktgj – набегающий крутящий момент на j-ю коренную шейку, кПа;

Tkj – набегающее приведенное касательное усилие на j-ю коренную шейку, кПа;

Tшtgj – набегающий крутящий момент на j-ю шатунную шейку, кПа;

Tшj – набегающее приведенное касательное усилие на j-ю шатунную шейку, кПа;

Tkj+1, Tшj+1 – набегающие приведенные касательные усилий на j + 1 ша-тунную и коренную шейки, кПа.

Термин «набегающее касательное усилие» является условным, так как вдоль вала складываются только крутящие моменты, а касательные усилия, вызывающие крутящий момент передаются валом на рамовые подшипники.

С целью упрощения расчетов определяются не набегающие крутящие мо-менты, а набегающие касательные усилия.

Сложение касательных усилий производится с учетом их начальных фаз, то есть периодов (в град. пкв) между вспышками в j-ом и последнем цилиндрах.

В рядном четырехтактном дизеле начальная фаза j-го цилиндра, град. пкв.,

ξj= 720 - ((720×(k-1))/i)

где j – номер цилиндра;

i – число цилиндров;

k – номер вспышки в j-ом цилиндре при условии, что в последнем k=1.

Значения k принимаются в соответствии с порядком работы цилиндров. Для 6-ти цилиндрового дизеля порядок работы цилиндров: 1-5-3-6-2-4.

Соответствие между j и k следующее:

Номер вспышки k 1 2 3 4 5 6

Номер цилиндра j 6 2 4 1 5 3

Расчёт усилий N,Z,T и набегающих касательных усилий выполняется на ЭВМ по программе «Динамика», для значений углов пкв от 0° до 720°, через каждые 15°.

В ЭВМ вводятся следующие значения:

1) Индикаторная цилиндровая мощность Pi1, посчитанная по формуле:

Где - средние значение за два оборота коленчатого вала

2) Число цилиндров: i = 6.

3) Радиус кривошипа: R = 17 см.

4) Частота вращения: n = 600 об/мин.

5) Масштаб давлений: mp = 50 кПа/мм.

6) Шаг разбивки углов пкв: Dj = 15°.

7) Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна: lш = 0,25.

8) Угол между осью кривошипа и осью отверстия в шатунной шейке для подвода масла: 90°.

9) Расстояние между серединами коренных шеек: H = (1,15…1,4)×D=

D= 1,5×26 = 39 см = 390 мм.

10) Вводятся значения давлений P1 для каждого угла пкв, запрашиваемых компьютером, в мм.

Далее программа выдает значение индикаторной цилиндровой мощности соответствующее данным по P1, снятых с развернутой диаграммы и равное произведению крутящего момента на угловую скорость:

Pi1 = 145 кВт при котором ошибка составляет 0,8%, что удовлетворяет условию допустимого значения погрешности равной 5%.

11) Порядок работы цилиндров: 1-5-3-6-2-4.

После ввода данных на экране выводятся значения набегающих приведённых

касательных усилий на каждую коренную и шатунную шейки в кПа.

Далее приводятся эти значения, сведённые в таблицы для каждого колена вала, причём для первого и последнего цилиндра делаем подробные таблицы, а для остальных цилиндров записываются только экстремальные значения усилий.

Заключение

Деформация овализации рассчитывается по уравнению

, см

6.4 Расчёт на прочность поршневого кольца

Радиальная толщина кольца в определяется по соотношению

, мм

От толщины кольца зависят напряжения, возникающие в кольце. Пределом увеличения в являются наибольше напряжения при надевании кольца на поршень.

Высота кольца h при прямоугольном сечении не влияет на величину напряжений.

Целесообразно применять относительно невысокие кольца, они обеспечивают меньшие потери на трение, скорее прирабатываются. Для мало – средне оборотистых дизелей

h = (0,5.1)в

Большое влияние на величину напряжений оказывает величина зазора в замке:

- зазор в свободном состоянии f

f = (0,12.0,1)d, мм,

зазор в замке после установки в цилиндр s

S = (0,004.0,006)d, мм.

Величина перемещения концов разрезанного кольца при установке его в ка-навку поршня f / определится как

f / = f – S

Деформация кольца при надевании его на поршень f // определится по соотношению:

f // = 8в – f /

Учитывая это, можно определить изгибающие напряжения в сечении конца, противоположного замку

где Е – модуль упругости материала кольца, для чугуна Е = 80930 Мпа

Напряжения изгиба при надевании кольца на поршень определятся как

У современных дизелей напряжения изгиба лежат в пределах:

МПа

МПа.

Список литературы

1 Калашников, С. А. Проектирование судового четырехтактного дизеля с газотурбинным наддувом. [Текст]: методические указание для выполнение курсового проекта. – Новосибирск: НИИВТ, 1986. – 59с

2 Плотников, В. А. Построение и анализ индикаторной диаграммы четырех-тактного судового дизеля. [Текст]: методические указания к практическим занятиям. – Омск: НГАВТ, 2001. – 14с

3 Вырубов, Д. Н. Конструирование и расчёт на прочность поршневых и комбинированных двигателей. [Текст]: А. С. Орлин, М. Г. Круглова. – М.: Машиностроение, 1984. – 383с

4 Плотников В. А. Расчёт на прочность деталей поршневой группы СДВС [Текст]: Методические указания для выполнения курсового проекта. - Омск: НГАВТ ОФ,2003-20с

5 Ваншейдта В. А. Дизели. Справочник. [Текст]:. – Л.: Судостроение, 1977 – 480 с./

Примечания

чертежи в программе Компас

дизель

форсунка