анализ энергетических показателей поршневого двигателя ваз2106

Таблица 4.1-Данные к построению динамической характеристики автомобиля.ПередачаV, км/чnV,MКР, Н·мРК, НРВ, НDI4,88700124,35536,51,380,44610,381400132,45897,36,230,47515,562100143,36382,8140,51320,762800195,58707,924,90,70025,93500178,77959,638,80,64131,134200140,46253,6560,499II9,67700124,32969,25,410,23919,351400132,43162,721,60,253292100143,33423,148,60,27238,72800195,5467086,60,36948,383500178,74268,7135,40,333584200140,43353194,70,254III13,9700124,3206611,180,16527,81400132,4220144,70,17341,72100143,32382,1100,60,18455,62800195,53250178,90,24769,53500178,72970,6279,60,21743,44200140,42333402,60,155IV20,05700124,31432,823,20,11340,11400132,41526,2930,11560,12100143,316522090,11680,22800195,52253372,30,151100,23500178,72060581,10,119120,34200140,41618,4837,70,0625. Расчет на прочность основных деталей КШМ5.1. Расчет поршняМаксимальная сила давления газов на поршень:, где – максимальное давление сгорания; –площадь поршня;При проектировании геометрические параметры поршня принимают на основе эмпирических зависимостей и статических данных, приведенных в таблице [3].Затем производим проверочный расчет на прочность и износостойкость элементов поршня.Напряжение изгиба., где – внутренний диаметр поршня; – толщина днища..Предельное напряжение изгиба:Проверочный расчет на сжатие., где – площадь опасного сечения; – толщина стенки поршня..Предельное напряжение сжатия:Наибольшее условное давление.По нему проверяют поверхность отвердения под поршневой палец., где – диаметр поршневого пальца; – длина пальца в одном приливе..Допустимое удельное давление.5.2 Расчет поршневого пальцаВо время работы поршневой палец подвергается воздействию переменных по величине нагрузок, носящих большей частью ударный характер. В поршневом пальце появляются напряжения изгиба, среза и овализации, вызывающие его поломку.Износостойкость пальца оценивают по удельным давлениям между втулкой шатуна и бобышками поршня и опорными поверхностями пальца., где – сила инерции от массы поршневой группы. – длина втулки шатуна.., где – сила инерции от массы поршневой группы без массы пальца, действующая на бобышки;; – длина пальца в одном приливе..Для современных двигателей:, .Напряжение изгиба в среднем сечение пальца:, гдел – максимальная сила давления газов, передаваемая через поршневой палец на шатун; – рабочая длина пальца; – расстояние между бобышкам; – длина поршневой головки шатуна; - отношение внутреннего диаметра поршневого пальца к внешнему диаметру...Максимальные касательные напряжения:Наибольшее увеличение горизонтального диаметра пальца при овализации: – модуль упругости материала поршневого пальца..5.3 Расчет поршневого кольцаПоршневые кольца работают на изгиб как при надевании на поршень, так и в рабочем состоянии.В свободном состоянии зазор в замке равен: .В рабочем состоянии зазор в замке уменьшается до. Толщина кольца в радиальном направлении .Напряжение изгиба в рабочем состоянии:где – модуль упругости материала (чугун) поршневого кольца.Напряжение изгиба при надевании:Допускаемое напряжение .Удельное давление кольца на стенку цилиндра:допустимая величина .5.4. Расчет шатунаКонструктивные размеры шатуна – ширина поперечного сечения стержня шатуна, – высота поперечного сечения стержня шатуна; – наружный диаметр поршневой головки, –внутренний диаметр поршневой головки.Стержень шатуна работает в условиях пульсирующего цикла нагрузки. Максимальное напряжение цикла:, где – площадь среднего сечения стержня шатуна; – коэффициент, соответствующий работе шатуна на сжатие..Минимальное напряжение цикла:, где..Среднее напряжение:..Запас прочности при асимметричном цикле:, где – масштабный коэффициент;Коэффициент: , где – предел усталости от растяжения-сжатия при симметричном цикле; – предел усталости при пульсирующем цикле..Запас прочности должен быть не менее 1,8…2,0.Проверим запас прочности также по пределу текучести:.Верхняя головка шатуна. При расчете шатуна можно ограничится определением относительного уменьшения диаметра верхней головки по формуле: , где – сила инерции от массы поршневой группы; – модуль упругости материала (сталь 40Г) шатуна; – средний диаметр; – момент инерции сечения верхней головки..Величина не должна превышать .5.5 Расчет коленчатого валаКоренные шейки нагружаются главным образом крутящим моментом, поэтому запас прочности оцениваем только по касательным напряжениям.Диаметр коренной шейки .л – момент сопротивления кручению шейки.Максимальные и минимальные касательные напряжения подсчитываются по формулам:определяем амплитудное и среднее значение в цикле:..Определяем запас прочности при асимметричном цикле нагружения:Коэффициент: , где – предел выносливости материала (сталь) на кручение при симметричном цикле; – предел выносливости при пульсирующем цикле..Список используемой литературыНиколаенко А.В. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей. – Москва: Колос, 1984. – 335 с.Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей. – Москва: Высшая школа, 1980. – 400 с.Болтинский В.Н. Теория, конструкция и расчет тракторных и автомобильных двигателей. – Москва: Издательство сельскохозяйственной литературы, журналов и плакатов, 1962. – 391 с.Тракторы и автомобили. Методические указания по выполнению курсовой работы. – Новосибирск: НГАУ, 1993 – 39 с.