Двигатель ЗИЛ-130

Политропу расширения строим с помощью лучей  ОК и ОЕ, начиная от точки z, аналогично построению политропы сжатия. Критерием правильности построения политропы расширения является приход ее в ранее нанесенную точку b.

 После  построения политропы сжатия  и расширения производим скругление  индикаторной диаграммы с учетом  предварения открытия выпускного  клапана, опережения зажигания  и скорости нарастания давления, а также наносим линии впуска  и выпуска. Для этой цели  под осью абсцисс проводим  на длине хода поршня S как на диаметре полуокружность радиусом R=S/2. Из геометрического центра О' в сторону н.м. т. откладываем отрезок

 

                              ,

                              O’O’₁мм

 

Величина  О'О'₁ представляет собой поправку Брикса. Из точки О₁' под углом (угол предварения открытия выпускного клапана, выбирается из таблицы или по прототипу) проводим луч О₁В₁. Полученную точку В₁, соответствующую началу открытия выпускного клапана, сносим на политропу расширения (точка b₁).

Луч О₁'С₁ проводим под углом Θ₀, соответствующим углу опережения зажигания (Θ₀= 28° ПКВ до в. м. т.), а точку С₁ сносим на политропу сжатия, получая точку с₁'. Затем проводят плавные кривые с₁’c’’ изменяя линии сжатия в связи с опережением зажигания и b₁’b’’ изменения линии расширения в связи с предварением открытия выпускного клапана. При этом можно считать, что точка b’’ находиться на середине расстояния ba , а ордината точки с’’ находиться из соотношения p_c''=1,2p_с и откладывается на линии AZ’.

 

 

 

 

3.2 Перестроение  индикаторной диаграммы

 

 

Развертку индикаторной диаграммы в координаты p-φ выполняем справа от индикаторной диаграммы. Ось абсцисс развернутой диаграммы располагаем по горизонтали на уровне линии р₀ индикаторной диаграммы. Длина графика (720° ПКВ) делим на 24 равных участка, которые соответствуют определенному углу поворота коленчатого вала. Каждую точку на линии абсцисс нумеруем (0, 30, 60° ПКВ). По наиболее распространенному способу Ф. А. Брикса дальнейшее перестроение индикаторной диаграммы ведем в следующей последовательности.

Полученную  полуокружность  делим вспомогательными лучами из центра О' на 6 равных частей, а затем из центра Брикса (точка  О₁') проводим линии, параллельные вспомогательным лучам, до пересечения с полуокружностью.

Вновь полученные точки на полуокружности соответствует  определенным углам φ ПКВ. Из этих точек проводим вертикали до пересечения  с соответствующими линиями индикаторной диаграммы. Развертку индикаторной диаграммы  начинаем, принимая за начало координат положение поршня в  в.м.т. в начале такта впуска. Далее  для каждого значения угла φ на индикаторной диаграмме определяем величину давления в надпоршневой полости  и заносим в табл.5. Модуль газовой  силы находится по формуле(1) и также заносим в таблицу 5. По данным этой таблицы строим зависимость .

Полученные  точки на графике соединяем плавной  кривой.

 

3.3 Построение  графиков сил 

и , K и T

 

 

График  силы инерции  строим в том же масштабе и на той же координатной сетке, где выстроен график газовой силы .  На основании полученных графиков и на той же координатной сетке и в том же масштабе строим график суммарной силы .

Определение модуля силы для различных значений угла   выполняем путем суммирования в каждой точке ординат графиков и  с учетом их знаков или модулей сил и из табл. 5.

Масштабные  коэффициенты.

 

 

 

 

 

 

Результаты  расчета сил

, , .

                                                                      Таблица 5

φ, град	Рг, МПа	Рг, Н	cosφ+λcos2φ	Знак силы	Рj, H	Знак силы	PΣ, H	Знак силы
0	0,115	78	1,25	+	-14759,1	-	-14681,1	-
30	0,1	0	0,991025	+	-11701,3	-	-11701,3	-
60	0,1	0	0,375	+	-4427,74	-	-4427,74	-
90	0,1	0	-0,25	+	2951,826	+	2951,826	+
120	0,1	0	-0,625	+	7379,564	+	7379,564	+
150	0,1	0	-0,74103	+	8749,511	+	8749,511	+
180	0,1	0	-0,75	+	8855,477	+	8855,477	+
210	0,1	0	-0,74103	+	8749,511	+	8749,511	+
240	0,1	0	-0,625	+	7379,564	+	7379,564	+
270	0,11	52	-0,25	+	2951,826	+	3003,826	+
300	0,165	338	0,375	+	-4427,74	-	-4089,74	-
330	0,3	1040	0,991025	+	-11701,3	-	-10661,3	-
360	0,7	3120	1,25	+	-14759,1	-	-11639,1	-
390	1,44	6968	0,991025	+	-11701,3	-	-4733,34	-
405	4,8	20440	0,707107	+	-8349,02	-	16090,98	+
420	2,87	14404	0,375	+	-4427,74	-	9976,262	+
450	1,335	6422	-0,25	+	2951,826	+	9373,826	+
480	0,755	3406	-0,625	+	7379,564	+	10785,56	+
510	0,525	2210	-0,74103	+	8749,511	+	10959,51	+
540	0,41	1612	-0,75	+	8855,477	+	10467,48	+
570	0,255	806	-0,74103	+	8749,511	+	9555,511	+
600	0,155	286	-0,625	+	7379,564	+	7665,564	+
630	0,14	208	-0,25	+	2951,826	+	3159,826	+
660	0,135	182	0,375	+	-4427,74	-	-4245,74	-
690	0,13	156	0,991025	+	-11701,3	-	-11545,3	-
720	0,115	78	1,25	+	-14759,1	-	-14681,1	-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты  расчета сил T, K

                                                                                                                         Таблица 6

φ, град	cos(α+β)/cosβ	К, H	знак силы	sin(α+β)/cosβ	T,Н	знак силы
0	1	-14681,1	-	0	0	+
30	0,803	-9396,17	-	0,609	-7126,11	-
60	0,307	-1359,32	-	0,977	-4325,9	-
90	-0,258	-761,571	-	1	2951,826	+
120	-0,692	-5106,66	-	0,755	5571,571	+
150	-0,929	-8128,3	-	0,391	3421,059	+
180	-1	-8855,48	-	0	0	+
210	-0,929	-8128,3	-	-0,391	-3421,06	-
240	-0,692	-5106,66	-	-0,755	-5571,57	-
270	-0,258	-774,987	-	-1	-3003,83	-
300	0,307	-1255,55	-	-0,977	3995,674	+
330	0,803	-8561,05	-	-0,609	6492,754	+
360	1	-11639,1	-	0	0	+
390	0,803	-3800,87	-	0,609	-2882,6	-
405	0,715	11505,05	+	0,796	12808,42	+
420	0,307	3062,712	+	0,977	9746,808	+
450	-0,258	-2418,45	-	1	9373,826	+
480	-0,692	-7463,61	-	0,755	8143,101	+
510	-0,929	-10181,4	-	0,391	4285,169	+
540	-1	-10467,5	-	0	0	+
570	-0,929	-8877,07	-	-0,391	-3736,2	-
600	-0,692	-5304,57	-	-0,755	-5787,5	-
630	-0,258	-815,235	-	-1	-3159,83	-
660	0,307	-1303,44	-	-0,977	4148,086	+
690	0,803	-9270,91	-	-0,609	7031,11	+
720	1	-14681,1	-	0	0	+

 

3.4 Построение графика суммарного крутящего момента

Для построения кривой суммарного крутящего момента _. многоцилиндрового двигателя  графически суммируем кривые крутящих моментов от каждого цилиндра, сдвигая влево одну кривую относительно другой на угол Θ поворота кривошипа между вспышками.

Для двигателя  с равными интервалами между  вспышками суммарный крутящий момент для четырехтактного двигателя  будет периодически повторятся через:

;

;

Поскольку

;

а R=const, то кривая , будет отличаться от кривой Т=ƒ(φ) лишь масштабом.

Масштаб крутящего  момента

;

 

где m_Т—масштаб силы, Н/мм.

Угол поворота коленчатого вала, °	Крутящий момент для цилиндра, Н·м								Суммарный крутящий момент, Н·м
	1	2	3	4	5	6	7	8
0	0	102,7	0	-112,6	0	351,5	0	-118,5	223,1
30	-267,2	208,9	-128,3	149,9	-108,1	305,4	-140,1	155,6	176,1
60	-162,2	128,3	-208,9	243,5	365,5	160,7	-217,0	263,7	573,6
90	102,7	0	-112,6	0	351,5	0	-118,5	0	223,1

 

Средний крутящий момент М_кр.ср определяется по площади, лежащей под кривой графика суммарного М_кр:

 

;

 

где F₁ и F₂—соответственно положительная и отрицательная площади под кривой суммарного М_кр., мм²;

L-длина интервала между вспышками по диаграмме крутящего момента, мм.

Найденный момент М_кр.ср представляет собой средний индикаторный момент двигателя.

Эффективный крутящий момент двигателя:

;

Значение  η_М см в разделе 2.7. Значение эффективного крутящего момента, полученное по данной формуле, должно совпадать с величиной М_е, вычисленной ранее.

M_e=221,2·0,85 =188 Нм.

Погрешность вычислений составляет:

 

Относительная погрешность вычислений М_кр.ср  не  превышает .

                                      

Заключение

 

В результате выполнения курсовой работы был произведен тепловой и динамический расчет двигателя Зил-130.

Проведя тепловой расчет,  определили параметры рабочего тела в цилиндре двигателя, а также произвели  оценочные показатели процесса, позволяющие  определить размеры двигателя и  оценить его мощностные и экономические  показатели.

При выполнении динамического расчета  определили действующие на кривошипно-шатунный механизм силы, а также крутящий момент, развиваемый двигателем. Также  был произведен расчет скоростной характеристики двигателя.

Двигатель Зил-130 имеет равномерное чередование вспышек. Построение графика крутящих моментов  незначительные различия по сравнению с графиком суммарного крутящего момента прототипа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Автомобильные двигатели» для студентов специальности 1-37 01 06 – Новополоцк, 2001.-86 с.
2. Термодинамика, теплопередача и двигатели внутреннего сгорания/ Железко Б.Е., Адамов В.М., Есьман Р.И.- Мн.:«Выш.шк.»,1985.- 272с.
3. Техническая термодинамика/ Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 416с.