Давление кольца на стенки цилиндра

(5.45)

Р_ср МПа.

где Е=2,3 МПа- модуль упругости материала кольца;

=0 для кольца равномерного давления

5.6.2Напряжение изгиба в кольце в рабочем состоянии

(5.46)

МПа.

5.6.3Напряжение изгиба в кольце при надевании его на поршень

(5.47)

МПа.

5.6.4 Величина монтажного зазора в прямом замке холодного кольца определяется

мм.

5.7Расчетшатуна

5.7.1Напряжение на разрыв в верхней головке шатуна при положении поршня в В.М.Т

(5.48)

σ_раз МПа

где - сила инерции поршневого комплекта

5.7.2Напряжение сжатия без учета продольного изгиба для сужающегося стержня шатуна

(5.49)

МПа.

где - площадь минимального поперечного стержня шатуна

м²

5.7.3 Расчетная разрывающая сила инерции при положении поршня в в.м.т

(5.50)

Н.

5.7.4Cила сжатия

(5.51)

Н.

5.7.5Напряжение растяжения

(5.52)

МПа.

5.7.6Среднее напряжение за цикл

(5.53)

МПа.

5.7.7Амплитуда цикла

(5.54)

МПа.

5.7.8Запас прочности стержня шатуна

(5.55)

5.7.9Расчет прочности шатунных болтов

(5.56)

Р_б МН

где - коэффициент основной нагрузки резьбового соединения

(3.57)

МН.

5.7.10Напряжение в болте

(5.58)

(5.59)

(5.60)

м².

5.7.11Среднее напряжение за цикл

(5.61)

5.7.12Амплитуда напряжений

(5.62)

5.7.13Запас прочности

(5.63)

где - коэффициент концентрации напряжений в резьбе

5.8Расчетколенчатого вала

5.8.1 Среднее давление на шатунную шейку

(5.64)

МПа.

5.8.2Максимальное давление на шатунную шейку

(5.65)

МПа.

5.8.3Максимальное касательное напряжение

(5.66)

МПа.

5.8.4Минимальное касательное напряжение

(5.67)

МПа.

5.8.5Среднее напряжение цикла

(5.68)

МПа.

5.8.6Амплитуда напряжения

(5.69)

МПа.

5.8.7Запас прочности коренной шейки

(5.70)

5.9 Расчет маховика из условий обеспечения равномерности хода двигателя

5.9.1 Необходимый момент инерции двигателя с маховиком

(5.71)

Нм/с².

5.9.2 Момент инерции маховика

(5.71)

Нм/с².

5.9.3 Масса маховика

(5.72)

кг.

5.9.4 Ширина маховика

(5.73)

м.

5.9.5 Окружная скорость на внешнем диаметре обода

(5.74)

м/с

6 Расчет системы смазки

6.1 Количество масла, циркулирующего в двигателе

6.1.1 Количество тепла, отводимого маслом

(6.1)

где количество теплоты, выделяемой при сгорании топлива;

низшая теплота сгорания топлива;

- удельный эффективный расход топлива;

- эффективная мощность двигателя.

кДж/с, (6.2)

кДж/с

6.1.2 Количество циркулирующего масла

(6.3)

где плотность масла,

средняя теплоёмкость масла,

разность температуры масла на входе и выходе из двигателя,

количество отводимой маслом теплоты;

м³/с.

6.2 Расчет масляного насоса

6.2.1 Циркуляционный расход масла

(6.4)

м³/с.

6.2.2 Расчетный расход масла с учетом утечек через зазоры

(6.5)

где объёмный КПД насоса, ;

м³/с.

6.2.3 Размеры шестерен определим из выражения

(6.6)

где диаметр начальной окружности ведущей шестерни,

(6.7)

где число зубьев,

модуль зацепления,

м.

частота вращения шестерни,

высота зуба,

(6.8)

длина зуба,

(6.9)

м.

6.2.4 Мощность, затрачиваемая на привод масляного насоса

(6.10)

где рабочее давление масла в системе, МПа

механический КПД насоса,

кВт.

7 Расчет жидкостной системы охлаждения

7.1 Количество охлаждающей жидкости циркулирующей в системе

7.1.1 Количество отводимой в охлаждающую жидкость теплоты

(7.1)

кДж/с.

7.1.2 Количество циркулирующей в системе жидкости

(7.2)

где плотность охлаждающей жидкости, кг/м³

теплоёмкость охлаждающей жидкости, кДж/кг·К.

разность температур охлаждающей жидкости на выходе из двигателя и входе в него,

количество отводимой в охлаждающую жидкость теплоты,

м³/с.

7.2 Подача водяного насоса и мощность, затрачиваемая на его привод

7.2.1 Расчетная подача водяного насоса

(7.3)

где коэффициент подачи насоса,

м³/с.

7.2.2 Мощность, затрачиваемая на привод насоса

(7.4)

где напор, создаваемый насосом, МПа

механический КПД насоса,

кВт.

7.3 Расчет вентилятора

7.3.1 Количество воздуха проходящего через вентилятор

(7.5)

где плотность воздуха при его средней температуре,

(7.6)

где давление окружающей среды, Н/м²

газовая постоянная воздуха,

средняя температура воздуха в радиаторе,

- перепад температуры воздуха на входе и на выходе из радиатора.

кг/м³.

теплоёмкость воздуха,

м³/с.

7.3.2 Диаметр лопастей вентилятора

(7.7)

где скорость воздуха в вентиляторе,

м.

7.3.3 Частота вращения вала вентилятора

(7.8)

где окружная скорость конца лопатки рабочего колеса вентилятора, м/с

мин^-1.

7.3.4 Мощность, потребляемая на привод вентилятора

(7.9)

где сопротивление воздушного тракта, Па

КПД вентилятора,

кВт.

7.3.5 Мощность по индикаторной диаграмме

(7.10)

кВт

8. Расчет воздушной системы охлаждения

8.1. Определение количества охлаждающего воздуха, подаваемого вентилятором

8.1.1. Количе­ство отводимой воздухом теплоты определяется по зависимостям, кДж/с

кДж/с. (8.1)

8.1.2. Определяется площадь поверхности оребрения цилиндра с голов­кой, см²

1.Для бензиновых двигателей

(8.2)

см².

2. Для головки цилиндра

(8.3)

см²

3. Для цилиндра

(8.4)

см²

Эти данные справедливы при W_6.Cp=80 м/с - средней скоро­сти воздуха в межреберном пространстве.

8.1.2. Температура у основания ребер цилиндров

t_oц= 130°С- для алюминиевых ребер,

t_oг= 150°С- для чугунных ребер.

8.1.3. Выбираются геометрические размеры ребер

а) для цилиндра t=(5...70) мм - шаг ребер;

S=(0,5...2,5) мм - тол­щина ребра;

l=(3,5...4,5) мм - расстояние между внутренними поверх­ностями ребер;

L=(15...25) мм - высота ребер;

L'=(1.5...2.0)1 - высота ребер, мм;

б) для головки цилиндра t, S, l - примерно такие же, как и для цилиндра.

8.1.4. Количество охлаждающего воздуха, подаваемого вентилятором, м³/с

. (8.5)

где Q_охл - количество теплоты, отводимое воздухом, кДж/с

ρ_в-плотность воздуха, ρ_в.=1,15 kf/m^j

C_в - удельная теплоемкость возду­ха, С_в=1 кДж/(кгК); 1_в.вых-температура на выходе из системы охлаждения, t_в.вых=75°С;

t_в.вх - температура воздуха, подаваемого вен­тилятором в систему, t_в.вх=35°С.

м³/с.

8.2.3. Мощность, потребляемая на привод вентилятора, кВт

, (8.8)

где р_тр - сопротивление воздушного тракта (межреберного простран­ства), р_тр=(700...1200) Па;

η_вент=0,3...0,4- для осевых клапанных вен­тиляторов, η_вент -0,6...0,7.

.

Обычно N_вент= (0.08.-.0.15)N_в.ном, кВт.

9 Анализ проектируемого двигателя

Данную марку машины, на которой устанавливался двигатель «змз-24» модернизировали и выпускают более новые модели.

Для 1968 года данный двигатель ни сколько не уступал иностранным двигателям по мощности притом, что был небольшим объемом.

Особенностью двигателя являлось сравнительно малый ход поршня обусловил его малую среднюю скорость, вследствие чего путь поршня на 1 км пробега автомобиля также мал. Это обеспечило малый износ цилиндропоршневой группы и высокую долговечность узла.

Заключение

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

Расчеты динамических показателей дали размеры поршня, в частности его диаметр и ход, радиус кривошипа.

Список использованных источников

1. Пермяков В.В. « Рабочие процессы основы расчета автомобильных двигателей.» Уч. пособие.- Владивосток :Издательство ВГУЭС 2010г.