Курсовая работа: Расчет привода и поршневого двигателя автомобиля
Курсовая работа: Расчет привода и поршневого двигателя автомобиля
Введение
Курсовая работа является важным этапом подготовки студентов к решению
задач применительно к практике по обработке исходной информации и по обучению
оформления технической и нормативной документации в соответствии с ГОСТ и ЕСКД.
Качество выполнения курсовой работы характеризует
уровень усвоения дисциплины «Основы функционирования систем сервиса», что
позволяет оценить готовность студента к самостоятельной работе по выполнению
дипломного проекта и к практической деятельности на производстве как будущего
специалиста по сервису (Специализация 23.07.12).
1. Приводы автомобиля
Простейшая принципиальная схема привода автомобиля
(рис. 1) включает в себя карбюраторный или дизельный многоцилиндровый
четырехтактный двигатель с кривошипно-шатунным механизмом тронкового типа 1,
маховик 2, фрикционную муфту сцепления 3, коробку перемены передач 4, главную
передачу 5 заднего моста автомобиля, дифференциал 6 и полуоси 7.
Кривошипно-шатунный механизм предназначен для
преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное
движение коленчатого вала.
В головке блока размещены впускные и выпускные клапаны.
Маховик 2 во время рабочего хода поршня накапливает запас
энергии, за счет которой осуществляется нерабочий ход и повышается
равномерность вращения коленчатого вала.
Фрикционная муфта сцепления 3 обеспечивает
присоединение или отсоединение трансмиссии (коробки перемены передач) и
двигателя внутреннего сгорания.
Коробка перемены передач 4 (КПП) – двухступенчатая и
двухскоростная.
Главная передача 5 – коническая, соединена шестернями
дифференциала с полуосями заднего моста.
2. Двигатель внутреннего сгорания
Поршневые двигатели внутреннего сгорания являются тепловыми
двигателями, у которых химическая энергия топлива преобразуется в механическую
работу непосредственно в самом двигателе.
Преобразование химической энергии в тепловую и тепловой
– в энергию движения поршня (механическую) происходит практически одновременно,
непосредственно в цилиндре двигателя.
В результате сгорания рабочей смеси в цилиндрах
двигателя образуются газообразные продукты с высоким давлением и температурой.
Под влиянием давления поршень совершает поступательное
движение, которое с помощью шатуна и кривошипа преобразуется во вращение
коленчатого вала.
Четырехтактными называют двигатели, у которых один
рабочий цикл совершается за четыре хода (такта) поршня, соответствующих двум
оборотам коленчатого вала. Схема работы четырехтактного двигателя без наддува
представлена на рис.2.
Первый такт – впуск или всасывание горючей смеси –
соответствует движению поршня вниз от В.М.Т. до Н.М.Т. За счет движения поршня
создается разрежение (около 0,05 – 0,1 н/см2) и горючая смесь через
открытый клапан «а» засасывается в цилиндр. Для достижения максимального
наполнения цилиндра впускной клапан открывается несколько раньше положения
поршня в В.М.Т. (точка 1) с определенным углом опережения и закрывается с
некоторым углом запаздывания после Н.М.Т. (точка 2).
Второй такт – сжатие – соответствует движению поршня
вверх от момента закрытия впускного клапана до момента прихода поршня в В.М.Т.
Во время такта сжатия все клапаны находятся в закрытом положении.
Поршень сжимает находящуюся в цилиндре горючую смесь, в
точке 3 подается искра в свече для воспламенения горючей смеси.
Третий такт – горение и расширение (рабочий ход) –
соответствует движению поршня от В.М.Т. к Н.М.Т. под давлением сгорающего
топлива и расширяющихся продуктов сгорания. (от точки 4 до точки 5).
Четвертый такт – выпуск отработавших газов –
осуществляется при ходе поршня вверх от Н.М.Т. к В.М.Т. Этот ход поршня
происходит при открытом выпускном клапане «б». Для улучшения процесса выпуска
клапан открывается несколько раньше Н.М.Т. (точка 5) и закрывается с некоторым
запаздыванием (точка 6).
В дизель, в отличие от карбюраторного двигателя, при
движении поршня от В.М.Т. к Н.М.Т. засасывается через впускной клапан
атмосферный воздух, на такте сжатия повышается давление и температура, при
впрыске через форсунку топливо самовоспламеняется и сгорает, газы расширяясь
давят на поршень, совершая рабочий ход, при движении поршня из Н.М.Т. к В.М.Т.
через открытый выпускной клапан отработанные газы выталкиваются в атмосферу.
При дальнейшем движении поршня вниз начинается новый
рабочий цикл, такты которого повторяются в перечисленной ранее
последовательности.
Рабочий цикл четырехтактного двигателя изображается
диаграммами в виде замкнутой (рис. 3) и развернутой (рис. 4).
Исходные данные для кинематического и динамического
(силового) анализа кривошипно-шатунного механизма представлена в таблице 1.
3. Обозначения
К – карбюраторный двигатель
Д – дизель
В.М.Т. – верхняя мертвая точка
Н.М.Т. – нижняя мертвая точка
Пведом – ведомый вал
Пд – частота вращения двигателя (ведущего
вала), об/мин;
Пп – частота вращения промежуточного вала
КПП, об/мин;
Пкпп – частота вращения выходного вала КПП,
об/мин;
Пв – частота вращения ведомого вала главной
передачи, об/мин;
R – радиус кривошипа, мм;
l
- постоянная кривошипно-шатунного механизма;
l
= R / L = 0,25
где L – длина шатуна, мм;
Р1, Р2, Р3, Р4
– давление газов в цилиндре двигателя, МПа; (см. Индикаторная
диаграмма Рис. 3)
Z1 …. Z6 – число зубьев шестерен и колес в коробке
перемен передач и в главной передаче;
Рш – сила, направленная по оси шатуна, Н;
(см. рис. 5)
Рг – сила давления газов на поршень, Н;
Рн – сила, направленная перпендикулярно оси
цилиндра, Н;
Рр – радиальная сила, действующая по радиусу
кривошипа, Н;
Pт – тангенциальная сила,
действующая по касательной к окружности
4. Исходные данные (l=0,25)
Таблица 1
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Пд, об/мин
|
4000 |
2500 |
1500 |
1000 |
1500 |
1200 |
1400 |
4400 |
3400 |
2200 |
Двигатель |
К |
К |
Д |
Д |
Д |
Д |
Д |
К |
К |
К |
R, мм |
60 |
75 |
40 |
70 |
65 |
55 |
50 |
80 |
45 |
85 |
Д, мм |
76 |
82 |
86 |
66 |
96 |
88 |
85 |
72 |
84 |
80 |
Р1, мПа
|
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
2,5 |
2,0 |
1,5 |
1,0 |
1,0 |
Р2, мПа
|
2,0 |
3,0 |
4,0 |
5,0 |
6,0 |
5,0 |
4,0 |
3,0 |
2,0 |
2,5 |
Р3, мПа
|
3,0 |
4,5 |
6,0 |
7,5 |
9,0 |
7,5 |
6,0 |
4,5 |
3,0 |
3,5 |
Р4, мПа
|
4,0 |
5,0 |
8,0 |
10,0 |
12,0 |
10,0 |
8,0 |
5,0 |
4,0 |
4,5 |
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Z1
|
24 |
20 |
30 |
22 |
25 |
12 |
15 |
25 |
20 |
24 |
Z2
|
120 |
120 |
120 |
110 |
75 |
36 |
45 |
50 |
60 |
48 |
Z3
|
20 |
25 |
20 |
24 |
22 |
20 |
24 |
20 |
25 |
22 |
Z4
|
100 |
100 |
80 |
120 |
110 |
60 |
48 |
100 |
100 |
88 |
Z5
|
25 |
20 |
24 |
12 |
15 |
24 |
30 |
20 |
20 |
24 |
Z6
|
50 |
60 |
48 |
36 |
45 |
48 |
120 |
60 |
80 |
120 |
Страницы: 1, 2, 3, 4 |