Расчет карбюраторного V-образного четырехцилиндрового двигателя на шасси автомобиля ЗАЗ-968М (стр. 11 из 11)

s_max= М_jmax/W_{s ш.ш}=149,6*10^-6/0,00001085=13,73 МПа;

s_min= М_jmin/W_{s ш.ш}=-461,5*10^-6/0,00001085=-42,53 МПа,

где W_{s ш.ш}=0,5*W_{t ш.ш}=0,5*21,7*10^-6=10,85*10^-6м³.

Среднее напряжение и амплитуда напряжений:

s_m=(s_max+s_min)/2=(13,73-42,53)/2=-28,8 МПа;

s_a=(s_max -s_min)/2= (13,73+42,53)/2=28,13 МПа;

s_aк=s_а*k_s/(e_мs*e_пs)=28,13*1,8/(0,76*1,2)=55,52 МПа,

где k_s=1+q(a_кs-1)=1+0,4*(3-1)=1,8 -коэффициент концентрации напряжений; q=0,4-коэффициент чувствительности материала к концентрации напряжений принимаем по данным §43[1,с.197-204]; a_кs=3 - теоретический коэффициент концентрации напряжений принимаем по табл.47 [1,с.201]; e_мs=0,76 - масштабный коэффициент определяем по табл.48 [1,с.203] при d_ш.ш=65 мм; e_пs=1,2 - коэффициент поверхностной чувствительности определяем по табл.49 [1,с.203] с учетом закалки шатунных шеек токами высокой частоты на глубину2-3 мм.

Запас прочности шатунной от нормальных напряжений шейки определяем по пределу усталости (при s_m<0): n_s=s_-1/(s_aк+a_s*s_m);

n_s=250/(55,52+0,16*(-28,8))=4,91.

Общий запас прочности шатунной шейки: n_ш.ш= n_s*n_t/Ö( n_s²+n_t²),

где n_t - запас прочности шатунной шейки от касательных напряжений (вследствие отсутствия расчета n_t принимаем n_t=3,87)

n_ш.ш=4,91*3,87/Ö(4,91²+3,87²)=3,04.

8. Расчет элементов системы охлаждения

Охлаждение двигателя применяется в целях принудительного отвода тепла от нагретых деталей для обеспечения оптимального теплового состояния двигателя и его нормальной работы.

При воздушном охлаждении тепло от стенок цилиндров и головок двигателя отводится обдувающим их воздухом. Интенсивность воздушного охлаждения зависит от количества и температуры охлаждающего воздуха, его скорости, размеров поверхности охлаждения и расположения ребер относительно потока воздуха .

Количество тепла (Дж/с), отводимого от двигателя системой воздушного охлаждения, определяется из уравнения: Q_возд=Т_возд*С_возд*( Т_{возд вых}- Т_{возд вх})

В расчетах принимают, что от стенок цилиндров отводится 25-40% общего количества тепла Q_возд , остальная часть – от головок двигателя.

Количество охлаждающего воздуха, подаваемого вентилятором, определяется исходя из общей величины отводимого от двигателя тепла Q_возд:

Т_возд= Q_возд/( С_возд*( ( Т_{возд вых}- Т_{возд вх}))

Т_возд=48617,47/(1000*(363-293))=69,45 кг/с

Поверхность охлаждения ребер цилиндра:

F_цил=Q_цил/((К_в*(Т_{цил о}-Т_{цил вх}))

Q_цил – количество тепла, отводимого воздухом от цилиндра двигателя (Дж/с)

К_В – коэффициент теплоотдачи поверхности цилиндра ,

Т_{цил о} – средняя температура у основания ребер цилиндра

К_В=1,37(1+0,0075Т_ср)(w_в/0,278)^0,73

Т_ср – среднее арифметическое температур ребра и обдувающего воздуха,

w_в – скорость воздуха в межреберном пространстве, при D=75-125 мм, w_в=20-50 м/с.

Поверхность охлаждения ребер головки цилиндров:

F_гол=Q_гол/(К_В(Т_{цил гол} - Т_{цил вх})

Q_гол – количество тепла, отводимого воздухом от головки цилиндров,

Т_{цил гол} – средняя температура у основания ребер головки.

Заключение

В результате проделанной работы были рассчитаны индикаторные параметры рабочего цикла двигателя, по результатам расчетов была построена индикаторная диаграмма тепловых характеристик.

Расчеты динамических показателей дали размеры поршня, в частности его диаметр и ход, радиус кривошипа, были построены графики составляющих сил, а также график суммарных набегающих тангенциальных сил и суммарных набегающих крутящих моментов.

Список литературы

1. КОЛЧИН А. И. ДЕМИДОВ В. П. РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЬНЫХ И ТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ. М.: Высшая школа, 1980г.;

2. АРХАНГЕЛЬСКИЙ В. М. и другие. АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ. М.: Машиностроение, 1967г.;

3. Автомобили ЗАЗ-968М. Руководство по эксплуатации.