Сторінка 1 / 45Перегляд дипломного проєкту
Інформація про дипломний проєкт та текст для пошуку
Проєкт 4-тактного дизельного двигуна з участю доповнені методичних вказівок для виконання практичних робіт з дисципліни "Теорія та конструкція ДВЗ"
Автор: Олександр АНДРУСИК. Спеціальність: 133-Галузеве машинобудування. Освітня програма: Виробництво, сервісне обслуговування та експлуатація двигунів внутрішнього згоряння.
ВІДОКРЕМЛЕНИЙ СТРУКТУРНИЙ ПІДРОЗДІЛ
"ПЕРВОМАЙСЬКИЙ ФАХОВИЙ КОЛЕДЖ
Національного університету кораблебудування
імені адмірала Макарова"
Відділення «Двигуни та автомобілі»
Циклова комісія «Обслуговування автомобілів та виробництво двигунів»
Допущений до захисту
Голова циклової комісії
_______ Алла НЕРУБАЩЕНКО
« ___» ___________ 2024 р.
Пояснювальна записка
До кваліфікаційної роботи (дипломний проєкт)
фаховий молодший бакалавр
(освітньо-кваліфікаційний ступень)
на тему: Проєкт 4-тактного дизельного двигуна з участю доповнені
методичних вказівок для виконання практичних робіт з дисципліни "Теорія
та конструкція ДВЗ"
Виконав: здобувач освіти 4курсу, групи 431-ВД-20
Галузь знань: 13 Механічна інженерія
Спеціальність: 133 Галузеве
машинобудування
Освітньо-професійна програма:
Виробництво, сервісне обслуговування та
експлуатація двигунів внутрішнього
згоряння
______________________
Олександр АНДРУСИК
(підпис)
Керівник _________
(підпис)
(прізвище та ініціали)
Ігор КОВАЛЕНКО
(прізвище та ініціали)
Нормоконтролер
__________________ Федір БЕЛЬСЬКИЙ
( підпис)
Рецензент
_________
(підпис)
Дата захисту ______________
(прізвище та ініціали)
Федір БЕЛЬСЬКИЙ
(прізвище та ініціали)
Оцінка за захист ____________________
Первомайськ – 2024 року
Відокремлений структурний підрозділ
«ПЕРВОМАЙСЬКИЙ ФАХОВИЙ КОЛЕДЖ
Національного університету кораблебудування
імені адмірала Макарова»
Відділення: «Двигуни та автомобілі»
Циклова комісія: «Обслуговування автомобілів та виробництво двигунів»
Освітньо-кваліфікаційний ступень: фаховий молодший бакалавр
Галузь знань: 13 Механічна інженерія
Спеціальність: 133 Галузеве машинобудування
Освітньо-професійна програма: «Виробництво сервісне обслуговування та експлуатація двигунів
внутрішнього згоряння
ЗАТВЕРДЖУЮ
Голова циклової комісії «Обслуговування
автомобілів та виробництво двигунів»
_______________ Алла НЕРУБАЩЕНКО
“____” _________________ 2024 року
З А В Д А Н Н Я
НА ДИПЛОМНИЙ ПРОЄКТ ЗДОБУВАЧУ ОСВІТИ
Олександр АНДРУСИК
(ім’я, ПРІЗВИШЕ)
1. Тема Проєкт 4 тактного дизельного двигуна з участю у доповнені методичних
вказівок для виконання практичних робіт з дисципліни «Теорія та конструкція ДВЗ»
керівник проєкту Ігор КОВАЛЕНКО
затверджені наказом вищого навчального закладу від “15” березня 2024 року № 35-у
2. Строк подання студентом проєкту: 09.06.2024
3. Вихідні дані до проекту: Потужність Ре = 335 кВт,
Частота обертання колінчастого валу n = 500 хв -1, ступень стиску Е =12,8
4.Зміст розрахунково – пояснювальної записки (перелік питань, які потрібно розробити)
1. КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ
1.1 Розрахунок робочого процесу двигуна.
1.2 Розрахунок індикаторної діаграми.
1.3 Аналіз ефективних показників проєктованого двигуна й прототипу.
1.4 Динамічний розрахунок двигуна.
1.5 Розрахунок теплового балансу двигуна
1.6 Розробка конструкції деталі , вузла, системи.
1.6.1 Призначення, описування та обґрунтування проєктованої системи вузла, деталі.
1.6.2 Вибір матеріалу, визначення розмірів і розрахунок на міцність деталі, вузла.
1.6.3 Пропозиції по удосконаленню проєктованої системи, конструкції, вузла, деталі.
2
2. РЕАЛЬНА ЧАСТИНА
2.1 Призначення виконаної роботи.
2.2 Описання виконаної роботи.
ЛІТЕРАТУРА
ДОДАТКИ
1.Специфікації складальних креслень.
5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень)
Аркуш 1
Поперечний розріз двигуна СК А1
Виконання спеціальної частини
Комп'ютерний набір методичних вказівок для виконання практичних робіт з дисципліни " Теорія та
конструкція ДВЗ" (вибір основних параметрів, розрахунок робочого процесу, розрахунок
індикаторної діаграми)
6. Дата видачі завдання 19.04.2024
КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН
№
з/п
1
2
3
4
5
6
Назва етапів дипломного
проєкту
Строк виконання
етапів проєкту
Розділ 1
Розділ 2
Аркуш 1
Виконання реальної частини
Перевірка проєкту на плагіат
Оформлення проєкту
Примітка
26.04.2024
06.05.2024
10.05.2024
17.05 2024
30.05.2024
07.06.2024
Здобувач освіти
_____________ Олександр АНДРУСИК
Керівник проєкту
_____________ Ігор КОВАЛЕНКО
( підпис )
( підпис )
(ім’я, ПРІЗВИЩЕ)
(ім’я, ПРІЗВИЩЕ)
ЗМІСТ
1 Конструкторський розділ
3
1.1 Розрахунок робочого процесу двигуна
3
1.2 Розрахунок індикаторної діаграми
10
1.3 Аналіз ефективних показників проектованого двигуна і
14
прототипу
1.4 Динамічний розрахунок двигуна
15
1.5 Розрахунок теплового балансу дизельного двигуна
23
1.6 Розробка конструкції гільзи
28
1.6.1 Призначення, умови роботи гільзи
28
1.6.2 Розрахунок гільзи
30
2 Реальна частина
34
2.1 Призначення виконаної роботи
34
2.2 Описання виконаної роботи
34
Література
35
ДОДАТКИ
Додаток А Креслення “ Дизель 6ЧН 25/34“
Додаток Б Специфікація “ Дизель 6ЧН 25/34“
ВСП ПФК НУК 133.431.24.01 ПЗ
Змн.
Арк.
Розроб.
Перевір.
№ докум.
Андрусик О.М
Коваленко І.М
Рецензент
Н. Контр.
Бельський Ф.В
Затверд.
Нерубащенко А.
Підпис Дата
Пояснювальна
записка
Літ.
Арк.
Акрушів
2
35
431-ВД-20
1 КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ
1.1 Розрахунок робочого процесу двигуна
Розрахунки виконані за допомогою програми Microsoft Excel
Умова завдання
Ефективна потужність
Частота обертання колінчастого валу.
Ступінь стиску
Pе=
335 кВт
n=
500 хв-1
12,8
ε =
Вихідні дані теплового розрахунку.
Число циліндрів
Тиск наддуву
Коефіцієнт надлишку повітря
Тиск навколишнього середовища
і=
Pв =
α =
Ра=
Температура навколишнього середовища
Підігрів свіжого заряду
Тиск залишкових газів
Та=
∆T =
Рr=
Температура залишкових газів
Ступінь підвищення тиску
Коефіцієнт використання теплоти в точці "Z"
Коефіцієнт повноти індикаторної діаграми
Паливо
Дизельне пальне Л - 0.2 - 40 ДСТУ 3868-99
Середній елементарний склад палива
Вуглець С=0,86; Водень Н=0,13; Кисень О=0,01
Найнижча теплота згорання палива
QH=42500 кДж/кг
Тr=
λ =
ξ z =
ξ =
6
0,125 МПа
1,95
0,101 МПа
[1]
[1]
293 К
10 К
0,12 МПа
[1]
[1]
[1]
863 К
1,82
0,9
0,93
[1]
[1]
[1]
[1]
Параметри робочого тіла.
Теоретично необхідна кількість повітря для згоряння 1кг. палива
L0 =
1 C H O 1 0,86 0,13 0,01
кмоль
× + − =
×
+
−
/ кг
= 0.495
0.21 12 4 32 0.21 12
4
32
l0 =28.95×L0 =28.95×0. 495=14.33кг
Кількість свіжого заряду
M1 = α × L0,кмоль/ кг
M 1 =
0,96525 кмоль/кг
Кількість окремих компонентів продуктів згоряння
C кмоль
,
/ кг
12
Н кмоль
M Н2 О =
,
/ кг
2
M co2 =
Кількість СО2:
Кількість Н2О:
0,0717 кмоль/кг
0,065 кмоль/кг
Кількість О2:
Mo =0,21×(α−1) ×L0, кмо/лькг
0,0988 кмоль/кг
Кількість N2:
MN =0,79 × α×L0, кмоль/кг
0,7625 кмоль/кг
2
2
Загальна кількість продуктів згоряння
M2=MCO2+MH2O+MO2+MN2,кмоль/кг
0,998 кмоль/кг
Параметри процесу газообміну
Температура повітря після нагнітача
nк − 1
Р nк
T в = Т а × в
,К
Ра
де nk=
1,628 показник політропи стиску повітря в нагнітачі
Тв =
319,338 К
Тиск в кінці впуску
Pd = (0.9 − 0.95) × Pв
МПа
число з інтервалу
0,923
Рd= 0,115375 МПа
Коефіцієнт залишкових газів
γr =
Tв − ∆T1 + ∆T
Pr
×
Tr
ε × Pd − Pr
де ∆T1 = (30 − 500 ) ступінь охолодження повітря
∆ T1 =
40 К
γ r = 0,029652
Температура в кінці впуску
T − ∆Т1 + ∆Т + γ r × Tr
Td = в
,K
1+γ r
305,8586 К
Td=
Коефіцієнт наповнення
Фс =
Р
Т − ∆Т 1
ε
× d × в
ε − 1 Pв Т d (1 + γ r )
Фс =
0,888072
Густина заряду на впуску
ρв =
Р в × 10 6
, кг 3
м
R П × (Т в − ∆Т 1 )
де RП=287 Дж /кг x к - універсальна газова постійна для повітря
ρ в =
1,559187 кг/м3
Параметри процесу стиску
Вибираємо значення
n1 =
1,368
Тиск в кінці стиску
Pc = Pd × ε n1 , МПа
3,773766 МПа
Pc =
Температура в кінці стиску
Т с = Т d × ε n1 −1 , K
781,5809 К
Tc =
Середня мольна теплоємкість повітря
mC v′ =19.88+ 0.002638 ×TC, КДж
mC v ′ =
Кмоль × К
21,9418 КДж/Кмоль*К
Параметри процесу згоряння
Теоретичний коефіцієнт молекулярної зміни
β0 =
М2
М1
β 0 =
1,033895
Дійсний коефіцієнт молекулярної зміни
β +γr
β = 0
1+γ r
β
=
1,032918
Емпіричні формули середніх мольних теплоємкостей окремих
газів при сталому об'ємі
для О2: mCv''o2=23,3+0,00155xTZ
для N2: mCv''N2=21,554+0,001457xTZ
для CO2: mCv''co2=38,609+0,003349xTZ
для H2O: mCv''H2O=25,459+0,004438xTZ
Середня мольна теплоємкість продуктів згоряння при сталому
об'ємі
mCv′ =
1 MCO2×(mCv′CO2) +MH2O×(mCv′H2O) + КДж
=,
Кмоль×К
M2 +MO2 ×(mCv′O2) +MN2 ×(mCv′N2)
Після підстановки одержимо рівняння
mC v′′ = а + в ×TZ , КДж
Кмоль × К
де:
а=
в=
23,20588
0,001796
Середня мольна теплоємкість продуктів згоряння при сталому
тиску
m C ′′p = mC v ′′ + 8 . 134 , КДж Кмоль × К
Після підстановки одержимо рівняння
mC ′′p = а + в ×TZ , КДж
Кмоль × К
де:
а=
в=
31,33988
0,001796
Максимальний тиск згоряння
Pmax = λ × Pc , МПа
Рmax =
6,868254 МПа
Максимальна температура процесу згоряння
ξ Z × QH
+ (mC ′v + 8.134× λ) × TC = β (mC′′p) × TZ
M1 × (1 + γ r )
Після підстановки одержимо квадратне рівняння
A×TZ2 +B ×TZ −c =0
де:
А=
В=
С=
Звідки:
TZ =
0,001855
32,37154
67205,57
− B + B 2 + 4 × A× C
,K
2× A
ТZ=
1874,649 К
Ступінь попереднього розширення
ρ =
β × TZ
λ × Tc
ρ =
1,361
Параметри процесу розширення
Ступінь наступного розширення
δ =
δ
=
ε
ρ
9,403064
Середній показник політропи розширення
Вибираємо значення
n2 =
1,259
Тиск в кінці розширення
Pmax
, МПа
δ n2
Pв =
Рв =
0,40879 МПа
Температура в кінці розширення
TZ
δ n2 −1
Тв =
,К
1049,163 К
Tв =
Індикаторні показники робочого тіла
Середній теоретичний індикаторний тиск
Pmi′ =
PC
λ×ρ
1
1
1
× λ ×( ρ −1) +
× 1− n −1 −
× 1− n −1 , МПа
ε −1
n2 −1 δ 2 n1 −1 ε 1
′
Р mi
=
1,028394 МПа
Дійсний середній індикаторний тиск
′ , МПа
Pmi = ξ × Pmi
Рmi = 0,956406 МПа
Індикаторний ККД
Pmi × l 0 × α
ηi =
Q H × ρ в × Ф с × 10 − 3
η
i
=
0,454138
Питома індикаторна витрата палива
3600 кг
ві =
,
кв т.год.
Q H ×η i
ві=
0,18652 кг/кв год
Ефективні показники робочого циклу
Середній тиск механічних втрат
PM = 0.089 + 0.0118 ×VП.СР, МПа
де середня швидкість поршня
V П .СР. =
S ПР . × n М
,
С
30
0,34 м Хід поршня по прототипу
SПР=
V П . СР . =
P M
=
5,66667 м/с
0,15587 МПа
Середній ефективний тиск
Pme = Pmi − Pm,МПа
=
P me
0,80054 МПа
Механічний К.К.Д.
Pme
Pmi
ηM =
ηM =
0,837029
Ефективний К.К.Д.
ηe = ηi ×ηM
η
e
=
0,380127
Питома ефективна витрата палива
ве =
3600 кг
, квт. год.
QH × η e
в е
=
0,222836 кг/кв год
Годинна витрата палива
B = в е × Ре , кг
B=
год
74,65006 кг/год
Основні розміри циліндра і двигуна
Літраж двигуна
Pe
V St = 30 × Z ×
,Л
Pme × n
де Z=4 - Коефіцієнт тактності
Vst=
100,4323 Л
Робочій об'єм циліндра
Vs =
Vs =
V st
,Л
i
16,73871 Л
Діаметр циліндра
4 × Vs
=, мм
π ×m
d = 100 ×
S ПР
d ПР
=
m
де d ПР =
m=
d=
0,25 м Діаметр поршня прототипу
1,36
250,2867 мм
Хід поршня
S = m × d =, мм
340,3899 мм
S=
Уточненні розміри циліндра і двигуна
Діаметр циліндра
d=
250 мм
Хід поршня
S=
340 мм
Літраж двигуна
VSt =
π × d 2 × S ×i
=, Л
4 × 10 6
V
=
St
100,0875 Л
Ефективна потужність двигуна
Pep =
Pme × VSt × n
=, КВт
30 × Z
Pep=
333,85 кВт
Отримана величина Рер відрізняється від заданої на:
Рер − Ре
∆Ре =
Реср =
Реср
× 100 %
Рер + Ре
2
Pеср=
334,425 кВт
∆Ре =
0,343866 %
1.2 Розрахунок індикаторної діаграми
Розрахунки виконані за допомогою програми Microsoft Excel
Розрахунок теоретичної індикаторної діаграми
Вихідні дані
Pmi=
0,956 МПа
Середній індикаторний тиск
Рd=
0,1154 МПа
Тиск в кінці впуску
n1=
1,368
12,800
6,8683 МПа
Показник політропи стиску
Ступінь стиску
Максимальний тиск в циліндрі
εc =
Pmax =
n2=
ρ =
mp=
1,259
Показник політропи розширення
1,3613
Ступінь попереднього розширення
0,045 МПа/мм Масштаб по осі тиску
Таблиця 1.1 Результати розрахунку
V V c PСТ , МПа PСТ , мм Pроз , МПа P роз , мм Pср , МПа
1 3,773766
1,250 2,781007
1,361 2,475466
1,5 2,167116
1,75 1,755088
2 1,462062
3 0,839601
4 0,566444
5 0,41743
6 0,325285
7 0,263439
8 0,219456
9 0,186798
10 0,161724
11 0,141955
12 0,126025
12,8 0,115375
83,861
61,8
55,01 6,869895
48,158 6,078251
39,002 5,00602
32,49 4,231367
18,658 2,539697
12,588 1,768007
9,2762 1,334978
7,2286 1,06117
5,8542 0,873975
4,8768 0,738733
4,1511 0,636922
3,5939 0,557799
3,1545 0,494725
2,8005 0,443392
2,5639 0,40879
3,0961
152,66
135,07
111,24
94,03
56,438
39,289
29,666
23,582
19,422
16,416
14,154
12,396
10,994
9,8532
9,0842
2,7693
1,7001
1,2016
0,9175
0,7359
0,6105
0,5193
0,4501
0,3961
0,3528
0,3174
0,2934
Pmiд=
0,948
Похибка середнього індикаторного тиску
∆ Pmi =
Pmi − PmiД
Pmi ср
× 100%
Pmi + PmiД
Pmi ср =
, МПа
2
Pmi cр=
0,952203 МПа
DPmi=
0,882822 %
Похибка не перевищує 5%
Побудова дійсної індикаторної діаграми
С ′, ДоВМТ точка подачі палива форсункою (подачі іскри)
Визначається кутом випередження впорску палива
(випередження запалювання)
f , ДоВМТ точка початку згорання, визначається кутом затримки
0
згорання: ∆ϕ1 =, ПКВ
∆ϕ 2 , ПісляВМТ кут після ВМТ, де тиск максимальний
b′, ПісляВМТ точка відкриття випускного клапану
r ′, ДоВМТ точка відкриття впускного клапану
r ′′, ПісляВМТ точка закриття випускного клапану
d ′, ДоВМТ точка закриття впускного клапану
с ′′
точка тиску газів в ВМТ в кінці такту стиску
Zd
точка максимального тиску газів
Вихідні дані.
λL =
[AB]=
∆ ϕ 1 =
Pr=
mp=
S=
Pc=
Pmax=
0,250
Кривошипно-шатунне відношення
206,000 мм
Відстань від ВМТ до НМТ на діаграмі
0
10,000 ПКВ Кут затримки згорання
0,120 МПа
Тиск залишкових газів
0,045 МПа/мм Масштаб тиску
340,000 мм
Хід поршня
3,774 МПа
Тиск в кінці стиску
6,868 МПа
Максимальний тиск
Таблиця 1.2 Визначення точок дійсної індикаторної діаграми
Позначка Положення
Постійна
Відстань від
λ
точки
точки
X = (1−cosϕ) + L ×(1−cos2ϕ) ВМТ до точки
[ АВ]
ϕ 0 , ПКВ
4
відносно
X×
, мм
0
2
ВМТ, ϕ , ПКВ
С ′, ДоВМТ
f , ДоВМТ
14
0,037
3,813
4
0,003
0,314
∆ϕ 2 , ПісляВМТ
b′, ПісляВМТ
10
0,019
1,953
130
1,716
176,762
70
0,768
79,141
50
0,431
44,348
150
1,897
195,419
r ′, ДоВМТ
r ′′, ПісляВМТ
d ′, ДоВМТ
Ордината точки r
Pr
, мм
mp
2,667 мм
Тиск газів в ВМТ.
Pc′′ = (1.15 − 1.25) × Pc
1,23 Число з інтервалу
P c′′ =
P c′′ =
4,642 МПа
103,150 мм
Максимальний тиск згорання
для дизелів: Pzd=Pmax
МПа
7,00
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Рисунок 1 Індикаторна діаграма
9
10
11
12
13
V/Vc
1.3 Аналіз ефективних показників проектованого двигуна і
прототипу
Таблиця 1.3 Параметри двигунів
Найменування параметру
Позначення Прототип
345
500
Двигун, що
проектується
335
500
12,5
830
0,222
12,8
800
0,223
250
340
133,5
134
250
340
133,5
125
6ЧН25/34
Ефективна потужність
Частота обертання
колінчатого валу
Ступінь стиску
Середній ефективний тиск
Питома ефективна витрата
пального
Діаметр циліндра
Хід поршня
Літраж двигуна
Тиск наддуву
Ре, кВт
п, хв.-1
ε
Рме, кПа
Ве,
кг/кВтгод
d, мм
S, мм
Vst,л
Рв, кПа
Потужність проектованого двигуна менша потужності прототипу, за
рахунок зменшення тиску наддуву, а це привело до пониження середнього
ефективного тиску.
Літраж двигуна та частота обертання колінчастого валу залишились
без змін. Збільшилась в порівняні з прототипом питома ефективна витрата
пального за рахунок менш оптимального вибору вихідних даних
розрахунку робочого процесу.
Арк.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.01 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис Дата
14
1.4 Динамічний розрахунок двигуна
Розрахунки виконані за допомогою програми Microsoft Excel
На деталі КШМ діють
Сили тиску газу
π ×d2
Fг = (Рц − Pa ) ×
,H
4
Сили інерції мас, що рухаються зворотно-поступально
Fи = −ms × r ×ω2 × (cosϕ + λL cos2ϕ), H
сумарна сила (дійсна)
Fd = Fг ± Fи, Н
Нормальна сила
Fn = Fd × tgβ , H
Радіальна сила
Fr = Fd ×
cos(ϕ + β )
,H
cosβ
Дотична сила
FK = Fd ×
sin (ϕ + β )
,H
cosβ
Вихідні дані
А
λ l
m s
=
=
=
0,049 м2
0,250
75,9 кг
0,170 м
52,33 с-1
m F =
2 кН/мм
Pd=
115,4 кПа
Ра=
101 кПа
п1=
1,368
п2=
1,259
Pmax= 6868,254 кПа
Pzd= 6868,254 кПа
Рс′′ = 4641,732 кПа
Рr=
120 кПа
Рb=
409 кПа
r=
ω =
Площа поршня
Кривошипно-шатунне віднощення
Маса деталей, що рухаються
зворотно-поступально
Радіус кривошипа
Кутова швидкість
Масштаб сил
Тиск в кінці впуску
Атмосферний тиск
Показник політропи стиску
Показник політропи розширення
Теоретичний тиск згорання
Дійсний тиск згорання
Дійсний тиск в кінці стиску
Тиск залишкових газів
Тиск в кінці розширення
d=
0,25 м
Діаметр циліндра
0,34 м
12,8
-1
500 хв
S=
ε=
п=
π ×d2
Vs =
× S , м3
4
V s =
робочий об"єм
3
0,016681 м
Vc =
Vc =
Vs
, м3
ε −1
об"єм камери стиску
3
0,001414 м
Va = Vs + Vc, м3
V
Хід поршня
Ступінь стиску
Частота обертання
повний об"єм
=
0,018095 м3
Об"єм над поршнем в залежності від кута повороту кривошипа
a
λ
V f = A × r × (1 − cosϕ ) + L × (1 − cos 2ϕ ) + Vc , м 3
4
Таблиця 1.4 Результати динамічного розрахунку
FN
Fг
Fг
ϕ 0 Vf
Fи
Fd
Fr
Fk
пкв
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
м
3
кн
кн
кн
кн
кн
кн
мм
Fи
Fd
FN
Fr
Fk
мм
мм
мм
мм
мм
0,0014 0,7053
-44,173
-43,47
0
-43,47
0 0,3526
-22,09
-21,73
0
-21,73
0
0,0016 0,7053
-43,103
-42,4
-1,842
-41,43
-9,177 0,3526
-21,55
-21,2
-0,921
-20,72
-4,588
0,002 0,7053
-39,975
-39,27
-3,37
-35,75
-16,6 0,3526
-19,99
-19,63
-1,685
-17,87
-8,299
0,0028 0,7053
-35,021
-34,32
-4,323
-27,56
-20,9 0,3526
-17,51
-17,16
-2,162
-13,78
-10,45
0,0038 0,7053
-28,605
-27,9
-4,542
-18,45
-21,41 0,3526
-14,3
-13,95
-2,271
-9,226
-10,71
0,005 0,7053
-21,181
-20,48
-3,995
-10,1
-18,25 0,3526
-10,59
-10,24
-1,998
-5,05
-9,127
0,0064 0,7053
-13,252
-12,55
-2,782
-3,864
-12,26 0,3526
-6,626
-6,273
-1,391
-1,932
-6,128
0,0078 0,7053
-5,3188
-4,613
-1,115
-0,53
-4,717 0,3526
-2,659
-2,307
-0,558
-0,265
-2,358
0,0093 0,7053
2,16536 2,8706 0,7292
-0,22 2,9536 0,3526 1,0827 1,4353 0,3646
-0,11 1,4768
0,0108 0,7053
8,83461 9,5399 2,4632
-2,463 9,5399 0,3526 4,4173 4,7699 1,2316
-1,232 4,7699
0,0122 0,7053
14,4383 15,144 3,8468
-6,418 14,245 0,3526 7,2191 7,5718 1,9234
-3,209 7,1227
0,0135 0,7053
18,8542 19,559 4,7273
-11,13 16,763 0,3526 9,4271 9,7797 2,3636
-5,566 8,3815
0,0147 0,7053
22,0865 22,792 5,0545
-15,77 17,211 0,3526 11,043 11,396 2,5272
-7,887 8,6055
0,0157 0,7053
24,2492 24,955 4,8692
-19,77 15,986 0,3526 12,125 12,477 2,4346
-9,885 7,9932
0,0166 0,7053
25,5367 26,242 4,2725
-22,85 13,595 0,3526 12,768 13,121 2,1363
-11,42 6,7975
0,0172 0,7053
26,1867 26,892 3,3881
-24,98 10,512 0,3526 13,093 13,446
0,0177 0,7053
26,4396 27,145 2,3296
-26,3
1,694
-12,49 5,2559
7,095 0,3526
13,22 13,572 1,1648
-13,15 3,5475
-27 3,5599 0,3526
13,25 13,603 0,5911
-13,5
0,018 0,7053
26,4998 27,205 1,1821
0,0181 0,7053
26,5038 27,209
0,00
-27,21
0,00 0,3526 13,252 13,605
0,018 0,7463
26,4998 27,246
-1,18
-27,04
-3,57 0,3732
0,0177 0,8725
26,4396 27,312
-2,344
-26,47
-7,139 0,4363
0,0172 1,0936
26,1867
27,28
-3,437
-25,34
-10,66 0,5468 13,093
13,64
0,0166 1,4275
25,5367 26,964
-4,39
-23,48
-13,97 0,7137 12,768 13,482
1,78
0,00
-13,6
0,00
13,25 13,623
-0,592
-13,52
-1,783
13,22 13,656
-1,172
-13,23
-3,569
-1,718
-12,67
-5,332
-2,195
-11,74
-6,985
Продовження таблиці 1.4
Fг
ϕ 0 Vf
Fи
Fd
пкв
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360
370
380
390
400
410
420
430
440
450
м
3
кн
кн
кн
FN
Fr
Fk
Fг
Fи
Fd
FN
Fr
Fk
кн
кн
кн
мм
мм
мм
мм
мм
мм
0,0157 1,9023
24,2492 26,152
-5,103
-20,72
-16,75 0,9512 12,125 13,076
-2,551
-10,36
-8,377
0,0147 2,5617
22,0865 24,648
-5,466
-17,06
-18,61 1,2808 11,043 12,324
-2,733
-8,529
-9,306
0,0135
3,472
18,8542 22,326
-5,396
-12,71
-19,13
1,736 9,4271 11,163
-2,698
-6,353
-9,567
0,0122 4,7361
14,4383 19,174
-4,871
-8,126
-18,04 2,3681 7,2191 9,5872
-2,435
-4,063
-9,019
0,0108 6,5169
8,83461 15,352
-3,964
-3,964
-15,35 3,2585 4,4173 7,6758
-1,982
-1,982
-7,676
0,0093
9,08
2,16536 11,245
-2,857
-0,86
-11,57
-1,428
-0,43
-5,785
0,0078 12,873
-5,3188 7,5547
-1,826 0,8681
-0,913
0,434
-3,862
0,0064 18,678
-13,252 5,4257
-1,203 1,6708
-5,3 9,3388
-6,626 2,7128
-0,602 0,8354
-2,65
0,005 27,887
-21,181 6,7059
-1,308 3,3081
-5,978 13,943
-10,59 3,3529
-0,654
1,654
-2,989
0,0038 42,987
-28,605 14,382
-2,342
9,512
-11,04 21,493
-14,3 7,1909
-1,171
4,756
-5,519
0,0028 68,031
-35,021
33,01
-4,159 26,508
-20,11 34,016
-17,51 16,505
-2,079 13,254
-10,05
4,54 1,0827 5,6227
-7,724 6,4367
-2,659 3,7773
0,002 107,25
-39,975 67,278
-5,774 61,246
-28,44 53,627
-19,99 33,639
-2,887 30,623
-14,22
0,0016 155,19
-43,103 112,09
-4,871 109,54
-24,26 77,596
-21,55 56,045
-2,435
54,77
-12,13
0,0014 222,78
-44,173 178,61
0 178,61
0 111,39
-22,09 89,303
0 89,303
0
0,0016 332,02
-43,103 288,91 12,554 282,35 62,533 166,01
-21,55 144,46 6,2771 141,17 31,267
0,002 207,58
-39,975
167,6 14,384 152,58
70,84 103,79
-19,99 83,801 7,1918 76,288
0,0028 138,11
-35,021 103,09 12,988 82,781
62,79 69,054
-17,51 51,543 6,4938 41,391 31,395
0,0038 92,217
-28,605 63,612 10,357 42,073 48,823 46,109
-14,3 31,806 5,1785 21,036 24,412
0,005 63,649
-21,181 42,468 8,2864
20,95 37,858 31,824
-10,59 21,234 4,1432 10,475 18,929
0,0064 45,723
-13,252 32,471
7,201 9,9993 31,721 22,861
-6,626 16,236 3,6005 4,9996 15,861
0,0078 34,145
-5,3188 28,826 6,9669 3,3124
29,47 17,072
0,0093 26,418
2,16536 28,583 7,2607
-2,187
29,41 13,209 1,0827 14,292 3,6304
0,0108 21,104
8,83461 29,938 7,7301
-7,73 29,938 10,552 4,4173 14,969
Продовження таблиці 1.4
35,42
-2,659 14,413 3,4834 1,6562 14,735
3,865
-1,094 14,705
-3,865 14,969
ϕ 0
Vf
Fг
Fи
Fd
FN
Fr
Fk
Fг
Fи
Fd
FN
Fr
Fk
пкв
м3
кн
кн
кн
кн
кн
кн
мм
мм
мм
мм
мм
мм
460
470
480
490
500
510
520
530
540
550
560
570
580
590
600
610
620
630
640
650
660
670
680
0,0122 17,357
14,4383 31,795 8,0766
-13,48 29,909 8,6784 7,2191 15,897 4,0383
-6,738 14,955
0,0135 14,664
18,8542 33,518 8,1008
-19,08 28,726 7,3318 9,4271 16,759 4,0504
-9,538 14,363
0,0147 12,705
22,0865 34,791 7,7155
-24,08 26,272 6,3523 11,043 17,396 3,8577
-12,04 13,136
0,0157 11,274
24,2492 35,523 6,9313
-28,14 22,757 5,6369 12,125 17,761 3,4657
-14,07 11,378
0,0166 10,237
25,5367 35,773 5,8244
-31,15 18,533 5,1183 12,768 17,887 2,9122
-15,57 9,2665
0,0172 9,5038
26,1867
-33,16 13,951 4,7519 13,093 17,845 2,2483
-16,58 6,9755
0,0177 9,0166
26,4396 35,456 3,0428
-34,36 9,2674 4,5083
13,22 17,728 1,5214
-17,18 4,6337
0,018 8,7379
26,4998 35,238 1,5312
-34,97
13,25 17,619 0,7656
-17,48 2,3055
0,0181 7,9031
26,5038 34,407
0
-34,41
0,018 0,9322
26,4998 27,432
-1,192
-27,22
-3,59 0,4661
13,25 13,716
0,0177 0,9322
26,4396 27,372
-2,349
-26,52
-7,154 0,4661
0,0172 0,9322
26,1867 27,119
-3,417
-25,19
0,0166 0,9322
25,5367 26,469
-4,309
-23,05
0,0157 0,9322
24,2492 25,181
-4,913
0,0147 0,9322
22,0865 23,019
-5,105
0,0135 0,9322
18,8542 19,786
0,0122 0,9322
14,4383
35,69 4,4966
4,611 4,3689
0
-17,2
0
-0,596
-13,61
-1,795
13,22 13,686
-1,175
-13,26
-3,577
-10,6 0,4661 13,093 13,559
-1,708
-12,6
-5,3
-13,71 0,4661 12,768 13,234
-2,155
-11,52
-6,856
-19,95
-16,13 0,4661 12,125 12,591
-2,457
-9,975
-8,066
-15,93
-17,38 0,4661 11,043 11,509
-2,552
-7,965
-8,691
-4,782
-11,26
-16,96 0,4661 9,4271 9,8932
-2,391
-5,631
-8,479
15,37
-3,904
-6,514
-14,46 0,4661 7,2191 7,6852
-1,952
-3,257
-7,229
0,0108 0,9322
8,83461 9,7668
-2,522
-2,522
-9,767 0,4661 4,4173 4,8834
-1,261
-1,261
-4,883
0,0093 0,9322
2,16536 3,0976
-0,787
-0,237
-3,187 0,4661 1,0827 1,5488
-0,393
-0,119
-1,594
0,0078 0,9322
-5,3188
-4,387 1,0602
-0,504 4,4846 0,4661
-2,659
0,0064 0,9322
-13,252
-12,32 2,7321
-3,794 12,035 0,4661
-6,626
-6,16 1,3661
-1,897 6,0176
0,005 0,9322
-21,181
-20,25
3,951
-9,989 18,051 0,4661
-10,59
-10,12 1,9755
-4,995 9,0256
0,0038 0,9322
-28,605
-27,67 4,5055
-18,3 21,239 0,4661
-14,3
-13,84 2,2527
-9,151
Продовження таблиці 1.4
0 3,9516 13,252 17,203
-2,193 0,5301
-0,252 2,2423
10,62
ϕ 0
Vf
Fг
Fи
Fd
FN
Fr
Fk
Fг
Fи
Fd
FN
Fr
Fk
пкв
м3
кн
кн
кн
кн
кн
кн
мм
мм
мм
мм
мм
мм
-17,51
-17,04 2,1474
690
700
710
720
0,0028 0,9322
-35,021
-34,09 4,2948
-27,37 20,764 0,4661
-13,69 10,382
0,002 0,9322
-39,975
-39,04 3,3506
-35,54 16,502 0,4661
-19,99
-19,52 1,6753
-17,77
0,0016 0,9322
-43,103
-42,17 1,8325
-41,21 9,1276 0,4661
-21,55
-21,09 0,9162
-20,61 4,5638
0,0014 0,9322
-44,173
-43,24
-43,24
-22,09
-21,62
-21,62
0
0 0,4661
0
8,251
0
кН
350
300
250
200
150
100
50
0
0
90
180
270
360
450
-50
Рисунок 2 Сили газів,інерції,дійсна
540
630
720
пкв
кН
300
250
200
150
100
50
0
0
-50
90
180
270
360
450
Рисунок 3 Сили радіальна,дотична,нормальна
540
630
720
пкв
1.5 Розрахунок теплового балансу дизельного двигуна
Розрахунки виконані за допомогою програми Microsoft Excel
Умова завдання
ефективна потужність
Р е=
частота обертання колінвалу
діаметр циліндру
хід поршня
число циліндрів
коефіцієнт тактності
нижча теплота згорання дизельного
палива
годинна витрата пального
Індикаторний к.к.д.
ефективний к.к.д.
кількість свіжого заряду
загальна кількість продуктів згорання
температура залишкових газів
температура на початку стиску
коефіцієнт надлишку повітря
333,85 кВт
n=
d=
S=
і=
Z=
500 хв-1
250 мм
340 мм
6
4
QH=
B r=
ηi=
ηe =
М1 =
Мr=
Тr=
Тd=
42500 кДж/кг
74,65006 кг/год
0,454138
0,380127
0,96525 кмоль/кг
0,997967 кмоль/кг
863 К
305,8586 К
1,95
α =
Рівняння теплового балансу
Загальна кількість теплоти, введеної в двигун з паливом
,Дж/сек
QП =Qe +QB +QГ +QM +Qн.в
де
Qe- теплота, еквівалентна ефективній роботі;
Qв- теплота, яка відводиться охолоджувальною рідиною;
Qг- теплота, яка виноситься випускними газами;
Qм- теплота, яка відводиться маслом;
Qн.в.- невраховані теплові втрати.
Теплота, яка підводиться в циліндр двигуна з паливом
,Дж/сек
QП = Br × QН / 3.6
=
881285,4 Дж/сек
у відсотковому відношенні qп приймаємо за 100%
Q П
Теплота, еквівалентна ефективній роботі двигуна
Q е =
333850 Дж/сек
у відсотковому відношенні
Q е = 1000
× Ре
q = Qe / Qп ×100 %
q=
37,88217 %
Перевірка
Q е′
=
335000 Дж/сек
Вираховуємо похибку
Δ=(Qe −Qe′ )/Qе ×100%
Δ =
-0,344458 %
Q е′ = Q п × η е
,Дж/сек
,Дж/сек
Теплота, яка відводиться охолоджувальною рідиною
,Дж/сек
Qв =Qw +QТ.П +Qв.н.
де
Qw- теплота, яка відводиться робочим тілом в стінки циліндра ;
Qт.п.- теплота, еквівалентна роботі на тертя поршня
по гільзі циліндра;
Qв.н. -теплота, еквівалентна роботі на привід водяного насосу.
Теплообмін між робочим тілом і стінками циліндра
,Дж/сек
Qw = (−Wнап +WСТ +WГ.Р. +Wвип) ×Qп
де W нап.,W ст.,W г.р.,W вип - відповідно відносні втрати палива на дільницях
наповнення, стиску, горіння-розширення та випуску газів із циліндра.
З експериментальних даних
W нап.=0
W ст.=0
Qw =
W г.р.=0,09-0,18
W вип=0,01-0,07
0,11
0,03
123380 Дж/сек
Теплота, еквівалентна роботі на тертя поршня по гільзі циліндра
Середній тиск механічних втрат в механізмах двигуна
Pмд = (а + в ×Сm ) ×103
де а=0,09 в=0,012 - коефіцієнти для визначення середнього
тиску механічних втрат
Cm = S × n / 30
середня швидкість поршня
C m = 5,666667 м/с
Pмд = 155,8667 кПа
Середній тиск тертя поршня
Pср.т. = 0 . 6 × Р мд
Pср.т. =
93,52 кПа
Потужність тертя поршня
Pп = РСР.Т ×Vs ×n×i /(30×Z)
де Vs- Робочій об'єм циліндру
Vs = πd 2 ⋅ S / 4
3
Vs= 0,016681 м
Pn= 39,00076 кВт
Теплота, еквівалентна роботі тертя поршня
,Дж/сек
Q
=1000 × Р
Т .П .
QТ.П.=
П
39000,76 Дж/сек
Теплота, еквівалентна роботі на привід водяного насосу
Визначаємо витрату води як суму теплоти
,Дж/сек
QВ′ = QW + QТ.П.
Q В′ =
162380,7 Дж/сек
тоді витрата охолоджуючої рідини
VВ =
Q ′В × 10 −3 × К
ρ в × C тв × ∆Т в
,м3/с
де К=1,2-1,5 коефіцієнт запасу
К=
1,3
ρ в = 1000 кг/м3 середня щільність води
Cmв=4,19 кДж/кг - середня теплоємкість води
∆Т в = 6-10 - температурний перепад води в холодильнику
∆Т в =
7К
3
Vв= 0,007197 м /с
Потужність, яка використовується на привід водяного насосу
Рв.н. =Vв × ∆Pв /ηв.н. ,кВт
де ∆Рв = 98 кПа - гідравлічний опір системи охолодження
ηв.н. = 0,8 - 0,9 к.к.д. водяного насосу
ηв.н. =
0,86
Рв.н.=
0,82015 кВт
Тоді
Qв.н.=
820,15 Дж/сек
Загальна теплота, яка відводиться охолоджувальною рідиною
,Дж/сек
Qв =Qw +QТ.П +Qв.н.
Qв= 163200,9 Дж/сек
що складає у відсотковому відношенні
qв = Qв / QП ×100%
qв=
18,5185 %
Теплота, яка виноситься випускними газами
QГ =
[
Br
t
t
× M2 × (mC′p′)t × tr − M1 × (mCp )t × td
3.6
де
m C ′p′ =
mC p =
2
d
0
0
]
,Дж/сек
28,351 кДж/(кмоль*град) Ізобарна теплоємкість продуктів згорання
25,361 кДж/(кмоль*град) Ізобарна теплоємкість свіжого заряду.
tr=Tr-273
tr=
0
590 С Температура залишкових газів.
0
td=Td-273
td= 32,85859 С Температура на початку стиску.
QГ= 329470,3 Дж/сек
Що складає у відсотковому відношенні
qГ = QГ / QП ×100%
q г=
37,3852 %
Теплота, яка відводиться маслом і затрачується на
привід масляного насосу
Теплота, яка відводиться маслом, від гарячих деталей двигуна
,Дж/сек
QM1 = Qw +QМД −Qв
(
)
QМД = ∆МД × QП
(
теплота, еквівалентна роботі на подолання
опору в механізмах двигуна
)
де ∆ МД = РМД / Рmi × η i
доля втрат в механізмах двигуна
Pmi= 0,956406 МПа середній індикаторний тиск
∆ МД
= 0,074011
тоді
Q МД = 65225,17 Дж/сек
Q M 1 = 25404,26 Дж/сек
Теплота, еквівалентна роботі на привід насоса системи мащення
Витрата циркуляційного масла
VM =
к × QM 1
ρ M × Cmм × ∆
,М3/с
де К=1,2-1,5 - Коефіцієнт запасу
ρ м = 900
3
кг/м
К=
1,25
щільність масла
Сmм= 2,094 кДж/кг - середня теплоємкість масла.
∆Tм=6-15 К Температурний перепад масла в охолоджувачі
двигуна
∆Tм=
9К
3
Vм= 0,001872 М /с
потужність, яка використовується на привід масляного насоса
PМ . Н . =
V М × P0
η × 10 3 ,кВт
де Р0=(0,3 - 0,4)106 - робочий тиск масла в системі
Р0=
350000 Па
ηм = 0,8 −0,9 механічний к.к.д. масляного насоса
η
м
=
0,84
Рм.н.= 0,780088 кВт
QH 2 =1000 × PМН
тоді
QM 2 =
,Дж/сек
780,0881 Дж/сек
Загальна кількість теплоти складає
QM = QM1 +QM2 ,Дж/сек
= 26184,35 Дж/сек
QM
у відсотковому відношенні
qM = QM / QП ×100 %
qМ= 2,971154 %
Невраховані теплові втрати
QН.В. =QП−(Qe +Qв +QГ +QM) ,Дж/сек
QН.В.=
28579,85 Дж/сек
що складає у відсотковому відношенні
qН .В. = QН.В. / QП ×100 %
q Н . В . = 3,242974 %
Всі отримані дані зведені в таблицю 1.5
Таблиця 1.5 Зведена таблиця теплового балансу
Складові теплового балансу
Дж/сек
теплота, еквівалентна ефективній роботі
теплота, яка відводиться охолоджувальною
рідиною
теплота, яка виноситься випускними газами
теплота, яка відводиться маслом
невраховані теплові втрати
333850 37,8822
163200,9 18,5185
Загальна кількість теплоти, введеної в двигун
з паливом
881285,4
%
329470,3 37,3852
26184,35 2,97115
28579,85 3,24297
100
1.6 Розробка конструкції гільзи
1.6.1 Призначення, умови роботи гільзи
До конструкції циліндрової втулки пред'являються наступні основні
вимоги: висока міцність; гарне охолодження (особливо верхнього пояса) при
можливо менших перепадах температур у стінці;
найменша нерівномірність радіальних і осьових деформацій; герметичність
поверхонь, сполучених із сорочкою і кришкою циліндра, при цьому повинне
бути забезпечене вільне радіальне й осьове розширення втулки. Крім того,
матеріал втулки повинний бути жаростійким (жароміцним), зносостійким,
мати гарні антифрикційні якості.
Матеріал втулка-чавун, легований титаном, хромом, нікелем ванадієм,
чи сірий чавун СЧ28-48, СЧ32-52 (для втулок МОД і СОД) чи легована сталь
45Х, 38ХМЮ (для втулок ВОД).
Для підвищення зносостійкості чавунні втулки ВОД (іноді і СОД)
покривають пористим хромом, а сталеві азотують. Для захисту від корозії й
ерозії охолоджувану поверхню втулок покривають чи фарбою бакелітовим
лаком, чи хромують.
Циліндрові втулки в дизелях застосовують уставні «мокрі» і «сухі».
Переваги вставних «мокрих» втулок: відсутність напруг, що розтягують, у
менш нагрітих стінках сорочки циліндра, що можуть виникнути при
подовженні
втулки
від
нагрівання
під
час
роботи
дизеля;
гарна
теплопередача від робочої поверхні до охолодного воді; можливість
виготовити втулку з більш міцного і зносостійкого матеріалу, чим матеріал
сорочки; відносна простота виготовлення і ремонту циліндра. Основні
недоліки втулок: необхідність ущільнення засорочкового простору і
схильність їхніх охолоджуваних поверхонь корозії й ерозії.
Умови роботи циліндрової втулки наступні: випробує вплив великих
механічних і термічних навантажень, робоча поверхня («дзеркало»)
піддається зношуванню, а охолоджувана поверхні-впливу хімічної й
електрохімічної корозії і кавітаційної ерозії.
Арк.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.01 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис Дата
28
Рисунок 4 Циліндрові втулки чотиритактних дизелів
На робочій поверхні втулок іноді наносять сітку мікроштрихів («зебру») чи
гвинтову нарізку з кроком 12-15 мм і глибиною 0,03-0,06 мм, що
поліпшують приробітку нової втулки і поршневих кілець і дозволяють
візуально (через вікна) контролювати знос в експлуатації.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.02 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис Дата
Арк.
29
1.6.2 Розрахунок гільзи
Умови роботи гільзи.
Під час роботи ДВЗ гільзи піддаються значним механічним та тепловим навантаженням, а також зношенню. На
них діють напруження від сил газів, бокового тиску поршня
і температурні напруження.
Вимоги до матеріалу гільзи:
- непроникність для газів і води;
- необхідні міцнісні властивості;
- висока противність зношенню;
- стійкість проти електрохімічної корозії;
- стійкість проти кавітаційного руйнування.
Вибір марки матеріалу.
Вибираємо чавун ВЧ50-2 ГОСТ 6293-83
Механічні властивості матеріалу:
- границя міцності:
σв= 650
- границя текучесті:
σт= 450
Розрахунок гільзи на міцність.
Вихідні дані:
- діаметр циліндру:
d= 250
- частота обертання:
n= 500
- максимальний тиск згоряння в циліндрі:
Pmax=
6,868
Розрахункова товщина стінки гільзи:
Б ГР =
d бZ + 0.4 ⋅ Pmax
⋅(
− 1 ), мм
2 бZ − 1.3 ⋅ Pmax
БГР=
16,66
мм
Допустимі напруження розтягання:
[бZ]= 50 - 80 МПа - для чавуну;
[бZ]= 80 - 100 МПа - для сталі.
[бZ]=
50
МПа
МПа
МПа
мм
-1
хв
МПа
Товщина стінки гільзи:
Приймаємо:
БГ > БГР
Бг=
20
Напруження розтягання в гільзі від дії максимального тиску газів:
σр =
Pmax ⋅ d
, МПа
2 ⋅ Б ГР
σр =
[σр]=
[σр]=
42,925
МПа
МПа - для чавуну;
МПа - для сталі.
90
120
Температурне напруження в гільзі:
σt =
E ⋅ α y ⋅ ∆T
2 ⋅ (1 − µ )
σt=
, МПа
71,429
МПа
Модуль пружності:
Е= 100000 МПа - для чавуну;
Е= 220000 МПа - для сталі.
Е= 100000 МПа
∆T= 100 - 150 К - температурний перепад між
зовнішньою і внутрішньою стінками гільзи;
∆T=
100
K
αy= 1,10E-05 1/K - коефіціент лінійного розширення;
µ - коефіціент Пуассона:
µ= 0,23 - 0,27 - для чавуну;
µ= 0,25 - 0,33 - для сталі.
µ=
0,23
Сумарні напруження в гільзі:
а) на зовнішній поверхні:
σΣ′ =σр +σt < [σΣ ]
′
σ
=
Σ
114,354
МПа
б) на внутрішній поверхні:
σΣ′′ =σ р −σt < [σΣ ]
σ
′′
Σ
=
-28,504
МПа
[σΣ]= 100 - 180 МПа - для чавуну;
[σΣ]= 200 - 250 МПа - для сталі.
Розрахунок упорного бурта.
Розрахунква схема гільзи.
F
m
d1
d
dr
Напруження згинання упорного бурта:
Fз ⋅ т
; МПа
π ⋅ d1 ⋅ h 2
6
σИ =
σ и
т=
=
10,252787 МПа
h=
0,03
м
Fз = (1,5 ÷ 2) ⋅ FГ max ; МН
Fз=
FГ
0,003 м
0,505
1,5
МН - сила затяжки шпильок кришки
циліндрів.
= Pmax ⋅ A; МН
max
max
Fг
=
0,337
МН
π ⋅d 2
А =
4
A=
d1=
49062,5
0,314
2
мм - площа поверхні.
м - діамер центрувального пояса.
мм
нійного розши-
и шпильок кришки
вального пояса.
2 РЕАЛЬНА ЧАСТИНА
2.1 Призначення виконаної роботи
Методичні вказівки призначені для виконання практичних робіт,
курсового проектування з дисципліни «Теорія та конструкція
дипломного
проектування
спеціальності
133
ДВЗ»,
–“Галузеве
машинобудування”, освітньо професійна програма “Виробництво, сервісне
обслуговування та експлуатація двигунів внутрішнього згорання”.
2.2 Описання виконаної роботи
В
якості
реальної
частини
дипломного
проєкту
виконаний
компютерний набір методични вказівок до виконання практичних робіт з
дисципліни " Теорія та конструкція ДВЗ" , а саме вибір вихідних даних,
розрахунок робочого процесу дизельного двигуна і побудова індикаторної
діаграми, розрахунок теплового балансу, а також розрахунок поршня,
поршневого пальця і компресійного кільця.
Арк.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.01 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис Дата
34
ЛІТЕРАТУРА
1.
Колчин А.И., Демидов В.П. Расчеты автомобильных и тракторных
двигателей. – М: Высшая школа, 1978.- 400 с.
2.
Доценко С.М., Діденко О.В. Методичні вказівки до практичної роботи
«Розрахунок робочого процесу дизельного двигуна» з дисципліни
« Теорія двигунів внутрішнього згоряння»Первомайськ ППІ 2012-40 с.
3.
Методичні вказівки до практично ї роботи «Розрахунок та побудова
індикаторої діаграми». Склав викладач Доценко С.М.: - Первомайськ
ППТК, 2000.-24 с.
4.
Коваленко І.М Конструкція та динаміка ДВЗ. методичні вказівки до
виконання динамічного розрахунку кривошипно-шатунного
механізму.- Первомайськ, 2013-43с.
5.
Методичні вказівки до практичної роботи «Розрахунок теплового
балансу дизельного двигуна». Склав викладач Доценко С.М. –
Первомайськ ППТК, 1999.-28 с.
6.
Натальчишина В.П., Брендуля М.Ф., Гиль О.О. Вимоги до
оформлення курсових та дипломних проектів і робіт. методичні
вказівки для студентів інститут та коледжу. – Первомайськ: ППІ
2007.-47 с.
Арк.
ВСП ПФК НУК 133.431.24.01 ПЗ
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис Дата
35
8
133.431.24.01.00.00.00 СК
9
4
11
12
10
5
6
7
2390*
3
1
Инв. № подл.
Подп. и дата
Взам. инв. № Инв. № дубл.
Подп. и дата
Справ. №
Перв. примен.
2
1300*
Технічна характеристика.
1.Ефективна потужність
Pe=335кВт
2.Частота обертання колінчастого валу
n=500хв
3.Ступінь стиску
ε =12,8
4.Середній ефективний тиск
Pme=0,800МПа
5.Питома ефективна витрата палива
Be=223г/кВт.год.
Технічні вимоги.
1.Використовувати дизельне паливо Л-0,2-40 ДСТУ3868-99
2.Використовувати в системі мащення масло М10Г2 ГОСТ 21743-76
3.В якості охолоджувальної рідини використовувати профільтровану
прісну воду.
4.Висота камери стиску 5,5 мм.
5.*Розмір для довідок.
Изм. Лист № докум.
Разраб. Андрусик
Пров.
Коваленко
Т.контр. Коваленко
Н.контр. Бельський
Утв.
Нерубащенко
Подп. Дата
133.431.24.01.00.00.00 СК
Лит. Масса Масштаб
Дизель
Н 13500 1:5
6ЧН 25/34
Лист
Листов 1
431-ВД
Копировал
Формат
A1
Найменування
Кіл.
Поз.
Формат
Позначення
Примітка
Документація
133.431.24.01.00.00.00 СК
А1
Складальне креслення
Складальні одиниці
1 133.431.24.01.01.00.00 СК
Блок-картер
1
2 133.431.24.01.02.00.00 СК
Фундаментна рама
1
3 133.431.24.01.03.00.00 СК
Колінчастий вал
1
4 133.431.24.01.04.00.00 СК
Кришка циліндру
6
5 133.431.24.01.05.00.00 СК
Поршень
6
6 133.431.24.01.06.00.00 СК
Шатун
6
7 133.431.24.01.07.00.00 СК
Розподільний вал
1
8 133.431.24.01.08.00.00 СК
Форсунка
6
9 133.431.24.01.09.00.00 СК
Пусковий клапан
6
133.431.24.01.10.00.00 СК
Паливний насос
6
10
високого тиску
11
133.431.24.01.11.00.00 СК
Випускний колектор
1
12
133.431.24.01.12.00.00 СК
Впускний колектор
1
ВСП ПФК НУК 133.431.24.01
Змн.
Арк.
Розроб.
№ докум.
Перевір.
Андрусик
Коваленко
Н. Контр.
Бельський
Затверд.
Нерубащенко
Підпис Дата
Дизель
6ЧН25/34
Літ.
Арк.
Акрушів
1
1
431-ВД