Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
Заняття І.Кінематика кривошипно-шатунного механізму
1. Вивчити порядок розрахунку переміщення, швидкості та прискорення основних елементів кривошипно-шатунного механізму.
2. Ознайомитись із типами кривошипно-шатунних механізмів.
3. Виховувати у студентів здатність до творчого мислення, прагнення до володіння знаннями, почуття відповідальності за знання теорії і матеріальної частини автомобіля та гордість за обраний фах.
1. В автомобільних двигунах використовуються або використовувались чотири типи КШМ.
Центральний (аксіальний), у якого вісь циліндра перетинає вісь колінчастого вала (рис. 6.1, а).
Зміщений (дезаксіальний), у якого вісь циліндра зміщена відносно осі колінчастого вала в напрямку його обертання (рис. 6.1, б). Такий КШМ використовується, головним чином, у двигунах із нижнім боковим розміщенням розподільного вала для зменшення відстані між ним і колінчастим валом. При цьому забезпечується раціональність компонов- ки, зменшення шуму, маси та кількості деталей приводу розподільного вала. Зміщений механізм характеризується відносним зміщенням (дезаксажем).
де а1 - відстань від осі циліндра до осі колінчастого вала, м; К - радіус кривошипа, м. Для автомобільних двигунів
На практиці різницею в кінематиці цього механізму з центральним частіше нехтують і розраховують його як центральний.
а.
Застосування механізмів з такими схемами на автомобільних двигунах малоперспективне.
3. Механізм із зміщенням (дезаксажем) поршневого пальця відносно осі циліндра проти напрямку обертання колінчастого вала (рис. 6.1, в). Зараз це найбільш поширений різновид КШМ в автотракторних двигунах. Зміщення поршневого пальця виконується для перерозподілення навантаження на поршень з метою уникнення інтенсивного його "закидання" біля мертвих точок і пом'якшення в результаті цього ударів об циліндр. Завдяки такому конструктивному вирішенню значно знижується шум двигуна й швидкість кавітаційного зруйнування зовнішньої частини гільзи циліндра "мокрого" типу. Відносне зміщення знайдемо за формулою:
де а2 - зміщення осі поршневого пальця відносно осі циліндра, м; Б - діаметр циліндра, м.
Для сучасних автотракторних двигунів
Як зразок наведемо абсолютне значення зміщення К2 для деяких двигунів: КамАЗ-740, АЗЛК-412 ГАЗ-412; ГАЗ-53 А, МеМЗ-968 М - а2= 1,5 мм; ВАЗ-2101, 2103, 2105 - а2= 2,0 мм; ЗІЛ-130 - а2= 1,6 мм.
Цей механізм також обчислюють як центральний.
4. Механізм із причепленим шатуном (рис. 6.1, г) застосовувався у V- подібному двигуні Д-12, який установлювався на автомобілях МАЗ- 525, 530 та БілАЗ-540. В умовах масового або багатосерійного виробництва виготовлення такого механізму досить складне і дороге.
2. Переміщення поршня
При кінематичному дослідженні КШМ передбачається, що колінчастий вал двигуна абсолютно жорсткий, а його кутова швидкість при номінальному режимі роботи — стала величина:
, ° п.к. в., пропорційний часу
Ті
де п — частота обертання колінчастого вала, хв-1 При цьому кут повороту колінчастого вала ф
і, с:
Візьмемо для дослідження схему колінчастого вала, яка зображена на рис. 6.1, а. Радіус кривошипа К (або хід поршня 8 = 2К) й довжина шатуна Ьш називаються основними геометричними конструктивними параметрами КШМ.
Всі геометрично подібні механізми характеризуються безрозмірним параметром
А=*
Ап
Для сучасних автотракторних двигунів А = 0,25...0,30. На рис. 6.1, а кут в оцінює відхилення осі шатуна від осі циліндра. Він вважається додатним, якщо при переміщенні поршня з начального положення шатун відхиляється від осі циліндра у напрямку обертання колінчастого вала, і від'ємним при відхиленні шатуна в протилежному напрямку.
Після нескладних перетворень маємо
При динамічному дослідженні двигуна доцільно оперувати функцією, яка залежить від одного аргументу. Тому перетворимо отриманий вище вираз у залежність із одним аргументом ф. Для цього подамо кут в через кут ф. Відомо, що
С05 Р = д/і — 5ІП 2 /3.
Із трикутника ОАВ (рис. 6.1, а)
Ьш 5ІП р = К$\П(р,
або
5ІП /3 = Азіп (р.
Тоді
Розкладемо отриманий вираз за біномом Ньютона:
Аналіз свідчить, що значення вже третього члена розкладу не перевищує 0,05% від загальної суми розкладу. Тому можна записати
Відомо також, що
Тоді
(З = (і - Я2 5ІП 2 (р) 2 = 1 - — (і - С05 2(р).
Підставивши отриманий вираз для созв до виразу (6.6), після кількох перетворень маємо
(і -СОХ ф)+ — (і - С05 2ф)
Аналіз залежностей (6.6) і (6.7) показує, що при зменшенні значення А, наприклад, за рахунок збільшення довжини шатуна Ьш відбувається зменшення сил інерції (див. підрозд. 6.2), що взагалі є позитивним явищем, але при цьому збільшуються маса та габаритні розміри двигуна за висотою і навпаки.
Відповідно до структури виразу (6.7) він може бути наведений у вигляді:
5 = 5] + 5ц,
Я
ДЄ = /?(1 -С05<р); 5ц = К — (1 - соз<р).
Якщо прийняти, що Ьш = от, то А = 0. Тобто при нескінченній довжині шатуна з = §і. Таким чином 8ц, являє собою поправку на скінченну довжину шатуна.
С05
Швидкість поршня
Залежність для швидкості поршня с, м/с, може бути одержана при диференціюванні виразу для переміщення поршня за часом, тобто
Максимальна швидкість поршня залежить від А, зі збільшенням його значення зміщується в сторону мертвих точок, набуваючи найбільшого додатнього значення (+смакс) при ф < 90° п.к.в. й найменшого від'ємного значення (-смакс) при ф > 270° п.к.в.
Для порівняння двигунів за швидкістю використовують поняття середньої швидкості поршня сп, м/с:
де & — хід поршня, м.
Її значення може бути визначене через співвідношення
Для автотракторних двигунів значення сп, м/с, змінюється в межах
сп ==4 -ї-15,
а саме: для двигунів вантажних автомобілів сп = 8^11 м/с для легкових автомобілів сп=11^15 м/с; для тракторів сп= 4^8 м/с.
Значення сп в автомобільних двигунах обмежується умовами забезпечення належного наповнення циліндрів свіжим зарядом й надійністю роботи поршневої групи (швидкістю зношення її).
Прискорення поршня
2
Беручи до уваги залежність (6.7), маємо
Аналогічно прийнятому для переміщення поршня залежність для с (6.8) може бути наведена у вигляді
Залежність для прискорення поршня ((, м/с") може бути отримана при диференціюванні залежності для швидкості поршня за часом. Тобто
Диференціюючи співвідношення (6.8), отримаємо
у = Ксо~ (созф + Ясо5 2<р).
На рис. 6.2 наведені графіки зміни переміщення (а), швидкості (б) й прискорення (в) поршня за кутом ф, а також гармонік, які їх створюють. Аналіз цих залежностей свідчить, що протягом першої чверті оберту колінчастого вала поршень проходить більшу частину свого руху (приблизно 0,56 8); найбільшої величини швидкість поршня набуває при кутах ф < 90 і ф> 270° п.к.в. При кутах ф = 90 і 270° п.к.в. швидкість відповідно дорівнює + й - Кш, тобто у цих точках її абсолютне значення дорівнює окружній швидкості шатунної шийки колінчастого вала; найбільшого значення прискорення поршня набуває при кутах ф = 0 і 360е п.к.в., коли
./макс=Яйг(і + А).
Для автотракторних двигунів найбільше прискорення змінюється в межах
3 2
Залежність (6.10) також може бути подана у вигляді
7макс = (5 ^20)-10 м/с й лімітується допущеними найбільшими значеннями сил інерції.
Date: 2016-05-16; view: 863; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА... |