Расчет автомобильного двигателя ЗМЗ-406

 

                                            (89)

 

        Массы, совершающие возвратно-поступательное  движение;

 

                                               (90)

 

        Массы совершающие вращательное движение;

 

                                              (91)

 

        Полные и удельные силы инерции

        Определяем значения удельной  силы инерции возвратно-поступательного движения

 

                        (92)

 

 

После расчета  значения заносим в таблицу 7.

 

        Центробежная  сила инерции вращающихся масс  шатуна одного цилиндра;

 

                                    (93)

 

        Центробежная сила инерции вращающихся  масс кривошипа;

 

                                           (94)

 

 

3.5 Удельные суммарные силы

 

Удельная суммарная  сила (МПа) сосредоточена на оси поршневого пальца;

                                               (95)

 

После расчетов результаты заносим в таблицу 7.

 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     

Рис. 3. схема сил действующих на КШМ

        Суммарная сила - это алгебраическая сумма сил, действующих в направлении оси цилиндра; МПа

        Сила действующая вдоль шатуна;

                                                   (96)

-угол наклона шатуна относительно  оси цилиндра.

 

        Сила перпендикулярная оси цилиндра:

        Эта сила создает боковое давление  на стенку цилиндра.

 

                                             (97)

 

        Сила действующая вдоль кривошипа:

 

                                           (98)

Сила действующая  по радиусу кривошипа:

 

                                         (99)

 

Удельная и  полная тангенциальная сила(МПа и  кН);

 

                              (100)

    Удельные силы P_N, P_S, P_K и P_Т определяем и также сводим в таблицу 7, и строим графики изменения удельных сил в зависимости от изменения угла поворота коленчатого вала φ₀.

Среднее значение тангенциальной силы за цикл:

по данным теплового расчета

 

              (101)

 

по лошади, заключенной между кривой Р_Т и осью абсцисс:

 

                (102)

где

F₁ - Площадь над линией, мм²; (3360 мм²)

F₂ – Площадь под линией, мм². (1600 мм²)

 

                             (103)

 

ошибка                    

 

 

3.6 Определение суммарного  крутящего момента на коленчатом  валу двигателя

 

Крутящий момент одного цилиндра

 

                                    (104)

Период изменения  крутящего момента четырехтактного  двигателя с разными интервалами  между вспышками

 

θ=720/i=720/4=180⁰

 

Суммарные значения крутящего момента всех восьми цилиндров  двигателя осуществляется табличным  методом таблица 9 через каждые 30⁰ угла поворота коленчатого вала и по полученным данным строим кривую М_кр в масштабе М_кр=0,2 Н*м в мм.

 

Средний крутящий момент двигателя:

По данным теплового  расчета М_кр.ср=450 кН

По площади  заключенной под кривой М_кр

 

                               (105)

 

Ошибка 

 

      3.7 Силы действующие на шатунную шейку коленчатого вала

 

Для проведения расчета результирующей силы, действующей на шатунную шейку V-образного двигателя, составляем таблицу 10 , в которую переносим значение сил Р_Т.

Суммарные силы действующие на шатунную шейку по радиусу кривошипа:

 

                                  (106)

где

К=Р_к*F_n=P_к*0,0061*10³ кН

Результирующая сила R_ш.ш, действующая на шатунную шейку, подсчитывается графическим сложением векторов сил Р_Т и Р_К при построение полярной диаграммы . Масштаб сил на полярной диаграмме для суммарных сил М_к=0,125 кН в мм. Значение R_ш.ш для различных φ заносят в таблицу 10 и по ним строят диаграмму R_ш.ш в прямоугольных координатах в масштабе М_шш=0,2 кН в мм.

По развернутой  диораме R_ш.ш  определяем

 

                           (107)

 

где

ОВ – длина  диаграммы, мм

F – площадь под кривой R_ш.ш, мм.

По полярной диаграмме  строят диаграмму износа шатунной шейки. Суммы сил R_{ш.ш I} ,действует по каждому лучу диаграммы износа (от1 до12), определяем при помощи таблицы 10. по данным таблицы 11 в масштабе М=0,073 кН в мм по каждому лучу откладывают величины суммарных сил Σ R_{ш.ш I} от окружности к центру. По лучам 4,5и6 силы не действуют.

По диаграмме износа  определяем расположение оси масляного отверстия (φ_м=55⁰).

 

3.8 Силы, действующие на  колено вала

 

Суммарная сила, девствует  на колено вала по радиусу кривошипа:

 

К_рк=Р_к + К_рк=Р_к – 10,402 кН                                  (108)

 

Результирующая сила, девствующая на колено вала, R_к=R_шш+К_рк определяется по диаграмме R_шш . Векторы из полюса О_к до соответствующей точке на полярной диаграмме в масштабе М_к=0,125 кН в мм выражает сила R_к, значения которые для различных φ заносят в таблицу 11.

 

 

 

 

 

 

Таблица 9 - Момент суммарный

 

φ Коленчатого  вала		Цилиндры												∑
		Первый		Второй		Третьй		Четвертый
		φ Кривошипа	Мкр.ц Н*м	φ Кривошипа	Мкр.ц Н*м	φ Кривошипа	Мкр.ц Н*м	φ Кривошипа	Мкр.ц Н*м					Мкр.ц Н*м
0		0	0	180	0,000	360	0,000	540	0					0,000
30		30	-389,583	210	-169,111	390	313,745	570	-170,519					-415,46
60		60	-224,742	240	-306,784	420	219,381	600	-295,478					-607,62
90		90	166,978	270	-241,720	450	399,741	630	-178,062					146,93
120		120	287,276	300	5,060	480	400,9979	660	213,735					907,06
150		150	165,8449	330	178,5751	510	202,9026	690	382,6553					929,98
180		180	0	360	0	540	0	720	0					0,000
														137,21

 

таблицы 10

φ	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
0	0	0	0								0	0
30	-389,582	-389,582	-389,583									-389,583
60	-224,741	-224,741	-224,742									-224,742
90	166,977	166,977									166,97773	166,9777
120	287,276	287,276									287,27618	287,2762
150	165,844	165,844									165,8449	165,8449
180	0	0	0								0	0
210	-169,111	-169,111	-169,111								-169,111	-169,111
240	-306,784	-306,784	-306,784								-306,784	-306,784
270	-241,719	-241,719	-241,72								-241,719	-241,72
300	5,059	5,059									5,0598749	5,059875
330	178,575	178,575									178,57512	178,5751
360	0	0	0								0	0
390									313,745	313,74497	313,74497	313,745
420	219,381	219,381									219,38147	219,3815

Продолжение таблицы 10

450	399,741	399,741									399,741	399,741
480	400,997	400,997									400,9979	400,997
510	202,902	202,902									202,902	202,902
540	0	0	0								0	0
570	-170,519	-170,51	-170,51									-170,51
600	-295,478	-295,47	-295,47									-295,47
630	-178,061	-178,0	-178,06									-178,062
660	213,735	213,735	213,735								660	213,735
690	382,655	382,655	382,655								690	382,655
∑	647,148	647,148	647,148						313,74	313,744	2972,887	647,148

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 РАСЧЕТ УЗЛОВ И  ЭЛЕМЕНТОВ ДВИГАТЕЛЯ

 

4.1 Расчет поршневой  группы

 

Поршневая группа включает: поршень с комплектом уплотнительных колец, поршневой палец и детали его крепления.