Дополнительные материалы: расчётно-пояснительная записка прилагается на 52 страницах. В пояснительной записке рассмотрен расчёт двигателя с исходными данными:
№ |
Наименование |
Значение |
1 |
Тип |
карбюраторный |
2 |
Число цилиндров |
8 |
3 |
Порядок работы |
15426378 |
4 |
Диаметр, мм |
100 |
5 |
Ход поршня, мм |
95 |
6 |
Рабочий объём, см3 |
6 |
7 |
Степень сжатия |
6,5 |
8 |
Максимальная мощность, л/с |
150 |
9 |
Минимальный удельный расход топлива, г/кВт |
292 |
Произведён тепловой расчёт на ЭВМ:
Выполнено формирование исходных данных, где давление окружающей среды – 0,1013 МПа, температура – 293 К, коэффициент избытка воздуха – 1,11, средний показатель политропы расширения – 1,3.
Рассмотрена методика теплового расчета:
Расчитаны процессы:
Выполнено определение индикаторных показателей цикла:
Определение эффективных показателей цикла представлено в таблице:
№ |
Наименование |
Значение |
1 |
Изменение среднего эффективного давления |
0,690725 |
2 |
Постоянная величина |
1,12*10-7 |
3 |
Давление механических потерь, МПа |
0,159 |
4 |
Механический КПД |
0,82 |
5 |
Удельный эффективный расход топлива |
308 |
6 |
Эффективная мощность, кВт/ч |
110 |
7 |
Литровая мощность, кВт/ч |
18,3 |
В таблице представлена внешняя скоростная характеристика двигателя ЗиЛ-130.
Рассмотрен кинематический и динамический расчёт ДВС:
Произведён выбор исходных данных: радиус кривошипа – 0,0475 м, длина шатуна – 0,27, масса движущихся частей – 1,537 кг, площадь поршня – 0,00785 м2.
Представлена кинематика кривошипно-шатунного механизма, где перемещение поршня равно 0,041 м, скорость – 10,13 м/с, ускорение – 132,22 м/с2.
Рассчитана динамиика ДВС на прочность и износ деталей двигателя.
Найдены силы, действующие в ДВС:
Уравновешивание ДВС заключено в том, что если при установившемся режиме работы силы и моменты, действующие на его опоры, постоянны по величине и направлению.
При расчете маховика, найдены: масштаб угла поворота коленчатого вала – 8,72*10-3 рад/мм, избыточный крутящий момент – 157,51 Дж, момента инерции – 0,14 кг*м2, масса – 32,82 кг.
Выполнен расчёт на прочность деталей кривошипно-шатунного механизма двигателя:
Расчеты поршня, поршневого кольца и пальца, поршневой и кривошипной головки шатуна, стержня шатуна, шатунного болта, коленчатого вала сведены в таблице
№ |
Наименование |
Значение |
1 |
Сжимающая сила, МН |
0,0244 |
2 |
Напряжение сжатия, МПа |
12,9 |
3 |
Угловая скорость холостого хода, рад/с |
376,8 |
4 |
Удельное давление поршня на стенку цилиндра, МПа |
0,2-0,3 |
5 |
Диаметры головки и юбки поршня, мм |
99,4/99,9 |
6 |
Давление кольца на стенку цилиндра, МПа |
0,169 |
7 |
Напряжение изгиба при надевании кольца на поршень, МПа |
322 |
8 |
Расчетная сила действующая на поршневой палец, МПа |
0,0244 |
9 |
Удельное давление пальца на бобышки, МПа |
18,32 |
10 |
Напряжение овализации на внутренней поверхности пальца, МПа |
-45,4 |
11 |
Максимальное напряжение пульсирующего цикла, МПа |
52,6 |
12 |
Суммарный натяг |
0,0664 |
13 |
Максимальная сила, растягивающая головку, Н |
-8031 |
14 |
Сила, сжимающая головку, Н |
16789,5 |
15 |
Предел усталости |
2,5 |
16 |
Момент сопротивления расчетного сечения, м3 |
3,3-10-7 |
17 |
Напряжение изгиба крышки и вкладыша, МПа |
121,1 |
18 |
Минимальное напряжение от растягивающей силы, МПа |
-66,5 |
19 |
Суммарная сила, растягивающая болт, МН |
0,023895 |
20 |
Среднее напряжение, МПа |
260,85 |
21 |
Момент сопротивления коренной шейки кручению, м3 |
67,31*10-6 |
22 |
Амплитуда цикла, МПа |
11,22 |
23 |
Напряжения ассиметричного цикла шатунной шейки, МПа |
16,12 |
24 |
Общий запас прочности шатунной шейки |
2,7 |
Прозведен расчёт деталей механизма газораспределения:
Выполнено профилирование кулачка с безударным профилем, где тыльная часть кулачка выполнена радиусом 17,7 мм, а зазор для впускных клапанов 0,25/0,35 мм.
Расчеты пружины клапана, распределительного вала, системы двигателя и смазки, масляного насоса, системы охлаждения, радиатора, вентилятора, водяного насоса представлены в таблице:
№ |
Наименование |
Значение |
1 |
Минимальная сила упругости пружин, Н |
26,25 |
2 |
Жесткость |
1,6 кН/м |
3 |
Число рабочих витков пружин |
7,6 |
4 |
Длина свободных пружин, мм |
52,65 |
5 |
Расчет пружин на резонанс |
9105 |
6 |
Стрела прогиба распределительного вала, мм |
17*10-5 |
7 |
Напряжение смятия, МПа |
104,2 |
8 |
Циркуляционный расход, л/с |
0,000435 |
9 |
Подача масляного насоса, л/с |
0,000870 |
10 |
длина зубьев, мм |
38,5 |
11 |
Мощность, затрачиваемая на привод, кВт |
0,499 |
12 |
Расход воздуха, проходящего через радиатор, кг/с |
4,18 |
13 |
Площадь охлаждения, м2 |
28,4 |
14 |
Глубина сердцевины радиатора, мм |
73,5 |
15 |
Окружная скорость лопасти вентилятора, м/с |
82,5 |
16 |
Частота вращения, мин-1 |
3503 |
17 |
Мощность, потребная для привода вентилятора, кВт |
7,43 |
18 |
Расчетная подача водяного насоса, л/с |
3,15 |
19 |
Радиус входного отверстия крыльчатки, м |
0,0256 |
20 |
Окружная скорость схода жидкости, м/с |
4,37 |
21 |
потока жидкости на входе, м/с |
12,3 |
Программа: Компас 3D v