Разработка четырехтактного автомобильного двигателя Проведение расчета (стр. 2 из 7)
Индикаторный удельный расход топлива
1.7 Эффективные показатели основные размеры цилиндра и двигателя
Среднее эффективное давление
;Механический КПД двигателя
;Эффективный КПД и эффективный расход топлива
Литраж двигателя
;где Ne=190,4л.с=140кВт по заданию.
Рабочий объем цилиндра
Диаметр и ход поршня принимаем из условия S/D=0,87
;Окончательно принимаем D = 102,71мм, S = 102,71∙0,87 = 89.358 мм.
По окончательно принятым значениям D и S определяются основные параметры и показатели двигателя:
· Литраж двигателя:
;· Площадь поршня:
;· Мощность двигателя при принятых размерах цилиндра:
;Погрешность мощности:
;· Литровая мощность двигателя:
1.8 Построение индикаторной диаграммы
Исходные данные к построению диаграммы:
Степень сжатия
Показатель политропы сжатия
Показатель политропы расширения
Давление в конце впуска
Давление в конце сжатия
Давление сгорания
Давление в конце расширения
Принимаем:
Масштаб
Составляем таблицу ординат линий сжатия и расширения.
Значениевеличин | Коэффициент доли рабочего объема | ||||||||
| 0,01 | 0,02 | 0,04 | 0,08 | 0,16 | 0,32 | 0,58 | 0,82 | 1 | |
 | 21,16 | 22,32 | 24,64 | 29,28 | 38,56 | 57,12 | 87,28 | 115,12 | 136 |
 | 10,808 | 10,071 | 8,836 | 7,033 | 4,886 | 2,905 | 1,658 | 1,149 | 0,922 |
 | 21,16 | 22,32 | 24,64 | 29,28 | 38,56 | 57,12 | 87,28 | 115,12 | 136 |
 | 45,498 | 42,562 | 37,613 | 30,316 | 21,489 | 13,149 | 7,740 | 5,476 | 4,446 |
; 
; 
Теперь наносим на координатное поле все характерные точки, затем наносим по табличным данным точки линий сжатия и расширения. Соединяем точки плавными линиями в нужной последовательности. В результате получается индикаторная диаграмма.
2. Динамический расчет
2.1 Приведение масс кривошипно-шатунного механизма
Определяем площадь поршня
Масса поршневой группы (для поршня из алюминиевого сплава
) 
Масса шатуна (
) 
Масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца:
Масса шатуна, сосредоточенная на оси кривошипа:
Масса неуравновешенных частей одного колена вала без противовесов (
) 
Массы, совершающие возвратно-поступательные движения:
Массы совершающие вращательное движение:
2.2 Построение диаграммы удельных сил инерции
1) Определение удельных сил инерции:
а) в ВМТ
где:
б) в НМТ:
в) в точке Е:
Построение диаграммы удельных сил инерции производят методом Толе.
2.3 Удельные и полные силы инерции
1)Удельная сила инерции поступательно движущихся масс
где
- поступательно движущаяся масса
F=
= - площадь поршняR=0,044679м - радиус кривошипа
2) Силы инерции вращающихся масс
3) Силы инерции вращающихся масс шатуна
2.4 Построение диаграммы изменения сил,действующих в КШМ
После построения индикаторной диаграммы и диаграммы удельных сил инерции строят диаграмму изменения сил, действующих в КШМ. Для этого индикаторную диаграмму "разворачивают" по методу Брикса, получая развернутую индикаторную диаграмму. Данный метод заключается в следующем: под индикаторной диаграммой проводят горизонтальную прямую АВ, равную ходу поршя. Из середины отрезка АВ проводят окружность радиуса R=S/2=118/2=58мм на расстоянии ОО1=Rλ/2=58×0,28/2=8,12 мм получают центр О1, из которого проводят лучи до пересечения с окружностью через углы
. Из точек пересечения лучей с окружностью восстанавливают перпендикуляры к АВ, продолжая их до пересечения с индикаторной диаграммой. Точки пересечения перпендикуляров с соответствующими кривыми давления дают значения давления при соответствующих углах поворота кривошипа. Полная сила, действующая на поршень включает силу давления газов 
и силу инерции 
,ее определяют аналитически 
. Найденное значение 
для каждого угла поворота КВ сносим в табл.2.1. Затем соединяем плавной кривой полученные точки, определяющие искомую диаграмму.Таблица 2.1.
| а, град | Рг,Н | Рj,Н | Рсум,Н | N, Н | Рш, Н | Z, Н | Т, Н |
| 0 | 0 | -13460,6 | -13460,6 | 0 | -13460,6 | -13460,6 | 0 |
| 30 | -173,304 | -10579,5 | -10752,8 | -1516,14 | -10646,3 | -8548,45 | -6688,22 |
| 60 | -173,304 | -3785,8 | -3959,1 | -981,857 | -3843,79 | -1128,34 | -3919,51 |
| 90 | -173,304 | 2944,50 | 2771,20 | 800,878 | 2662,06 | -800,878 | 2771,204 |
| 120 | -173,304 | 6730,30 | 6557 | 1626,13 | 6366,01 | -4688,26 | 4865,294 |
| 150 | -173,304 | 7634,95 | 7461,65 | 1052,09 | 7387,77 | -6991,57 | 2820,504 |
| 180 | -173,304 | 7571,59 | 7398,28 | 0 | 7398,28 | -7398,29 | 0 |
| 210 | -125,9691 | 7634,95 | 7508,98 | -1058,77 | 7434,64 | -7035,92 | -2838,4 |
| 240 | 44,4216 | 6730,30 | 6774,72 | -1680,13 | 6577,40 | -4843,93 | -5026,85 |
| 270 | 465,9537 | 2944,50 | 3410,46 | -985,623 | 3276,14 | -985,623 | -3410,46 |
| 300 | 1598,604 | -3785,8 | -2187,19 | 542,423 | -2123,49 | -623,349 | 2165,319 |
| 330 | 4785,954 | -10579,5 | -5793,51 | 816,884 | -5736,15 | -4605,84 | 3603,563 |
| 360 | 11607,957 | -13460,6 | -1852,65 | 0 | -1852,65 | -1852,65 | 0 |
| 370 | 33503,946 | -13123,3 | 20380,68 | 998,6532 | 20360,32 | 19891,54 | 4504,13 |
| 390 | 23101,324 | -10579,5 | 12521,86 | 1765,582 | 12397,88 | 9954,879 | 7788,597 |
| 420 | 10452,248 | -3785,8 | 6666,452 | 1653,28 | 6472,284 | 1899,939 | 6599,788 |
| 450 | 5605,737 | 2944,508 | 8550,245 | 2471,021 | 8213,492 | -2471,02 | 8550,245 |
| 480 | 3701,883 | 6730,304 | 10432,19 | 2587,182 | 10128,34 | -7459,01 | 7740,683 |
| 510 | 2644,131 | 7634,956 | 10279,09 | 1449,351 | 10177,31 | -9631,5 | 3885,495 |
| 540 | 1446,5904 | 7571,592 | 9018,182 | 0 | 9018,182 | -9018,18 | 0 |
| 570 | 440,8545 | 7634,956 | 8075,81 | -1138,69 | 7995,852 | -7567,03 | -3052,66 |
| 600 | 107,9664 | 6730,304 | 6838,27 | -1695,89 | 6639,097 | -4889,36 | -5074 |
| 630 | 0 | 2944,508 | 2944,508 | -850,963 | 2828,538 | -850,963 | -2944,51 |
| 660 | 0 | -3785,8 | -3785,8 | 938,8774 | -3675,53 | -1078,95 | 3747,938 |
| 690 | 0 | -10579,5 | -10579,5 | 1491,704 | -10474,7 | -8410,67 | 6580,426 |
| 720 | 0 | -13460,6 | -13460,6 | 0 | -13460,6 | -13460,6 | 0 |
По найденным значениям
для каждого угла поворота КВ определяют все остальные силовые факторы, действующие в КШМ: