Реферат Т рт тактылы рлеусіз дизелді оз алт ышты жобалау

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 21.9.2024

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖƏНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
Қ.И. Сəтбаев атындағы қазақ ұлттық техникалық университеті
Кафедра «Көтеру –тасымалдау машиналары және гидравлика»

КУРСТЫҚ ЖОБА

«Төрт тактылы үрлеусіз дизелді қозғалтқышты жобалау» тақырыбына

     050713_________

(мамандық шифры, атауы)
                                                                               Орындаған Даханова Н

                                                                      Ғылыми жетекші

                                                                   аға оқытушы

                                                                                 (ғылыми дəрежесі, атағы)

Қ.С. Алипов_________

«____» _________2009ж.
                                                                            Қалып бақылаушы

                                                                                             аға оқытушы______

                                                                              (ғылыми дəрежесі, атағы)

                                                                                           А.А. Сарина _____

«_____» _______ 2009ж
Алматы 2009

Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі
Қ.И. Сәтбаев атындағы қазақ ұлттық техникалық университеті
Институт Машина жасау

Кафедра   « Көтеру тасымалдау машиналары және Гидравлика»

Мамандық шифры, атауы   050713-“
Көлік, көлік техникасы және технологиясы

Курстық жобаны даярлауға
Тапсырма
Оқушы Даханова Н

Жобаның тақырыбы «Төрт тактілі үрлеусіз дизельді қозғалтқыш»

Орындалған жобаның өткізу мерзімі «20 желтоқсан 2009 жыл»

Жобаның бастапқы мәліметтері

Цилиндрлердің саны және орналасуы –4-Қ, сығылу дәрежесі ε=16,5 номиналды қуаты N_е=47,7кВт, номиналды қуаттағы айналым жиілігі n _Nе=1700 мин^-1, поршень жүрісінің (S) цилиндр диаметріне (D), қатынасы

=1,2 Суу (салқындау)- сумен, жану камерасының түрі және қоспа жасалау әдісі –ББК-К-Қ, үрлеу қысымы (турбокомпр) Р_к, МПа.

Есеп –түсініктеме жазбаның талқылауға берілген сұрақтардың тізімі және қысқаша курстық жобаның мазмұны
а) Қозғалтқыштың жылулық есебі және жылу балансы

б) Қозғалтқыштың жұмыс циклінің индикаторлық көрсеткіштері

в) Қозғалтқыштың сыртқы жылдамдық сипаттамасын есептеу және оны құру

г) Қозғалтқышты кинематикалық есептеу

д) Қозғалтқышты динамикалық есептеу

е) Қозғалтқыштың негізгі бөлшектерін есептеу

Графикалық материалдардың тізімі (міндетті түрде қажет сызбалар көрсетілген) A3 пішімдегі миллиметровкадағы графиктер, А1 пішімді формат графиктер сызбасы, А1 пішімді формат қозғалтқыштың У және Х өсіне қимасы.
Ұсынылған негізгі әдебиеттер

1)Төлеуов Қ.Т. Іштен жанатын қозғалтқыштар. Жылу техникалық қондырғылар және іштен жанатын қозғалтқыштар пәні бойынша курстық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар.

2)Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. 1. Теория рабочих процессов: Учебник для вузов / В.Н. Луканин, К.А. Морозов, А.С. Хачиян и др.; Под. ред. В.Н.Луканина и М.Г. Шатрова.
–
3
–
е изд. перераб. и испр. –М.: Высшая школа, 2007.
– 400с.

Мазмұны

Кіріспе........................................................................................................6

1.     Қозғалтқыштың жылулық есебі және оның жылу балансы.................7

1.1 Кіргізу барысы.........................................................................................7

1.2 Сығылу барысы......................................................................................7

1.3 Жану барысы...........................................................................................10

1.4 Ұлғаю барысы.........................................................................................15

1.5 Шығару барысы......................................................................................16

1.6 Қозғалтқыштың жұмыс циклының индикаторлық көрсеткіштері....17

1.7 Қозғалтқыштың тиімділік көрсеткіштері...........................................18

1.8. Қозғалтқыштың негізгі өлшемдерін анықтау.....................................20

1.9. Қозғалтқыштың жұмыс циклының индикаторлық дигарммасы және оны құру........................................................................................................21

2. Қозғалтқыштың жылу балансы теңгерулігі).........................................22

3. Қозғалтқыштың сыртқы жылдамдылық сипаттамасын есептеу және оны құру........................................................................................................25

4. Қозғалтқыштар механизмдерінің кинематикасы мен динамикасы.......28

4.1. Қозғалтқышты кинематикалық есептеу..............................................28

4.2.Қозғалтқышты динамикалық есептеу..................................................30

5. Қозғалтқыштың негізгі бөлшектерін есептеу........................................33

5.1. Поршеньді есептеу................................................................................33

5.2 Поршень сақинасын есептеу.................................................................34

5.3 Поршень саусақшасын есептеу.............................................................35

5.4 Иінді білікті есептеу...............................................................................37

5.5 Суыту жүйесінің элементтерін есептеу..............................................39

Қорытынды...................................................................................................41

Әдебиеттер тізімі.........................................................................................42

Қосымша А

Қосымша Б

Қосымша В

Қосымша Г

Қосымша Д

Қосымша Е



                                                     КІРІСПЕ
Поршеньді іштен жанатын қозғалтқыштар (ІЖҚ) көлік техникасында, яғни автомобильдерде, тракторларда, тепловоздарада, локомотивтерде, кемелерде, ұшақтарда және де тағыда басқа салаларда кеңінен қолданылады.

Поршеньді ІЖҚ басқа жылу қозғалтқыштарымен салыстырғанда айрықша үнемді жұмыс істейді. Жоғарғы үнемділігі, аз металл сыйымдылығы, беріктігі және салыстырмалы мықтылығы, бұл жылу мәшинасына көлік техникасында, әсіресе автомобиль және трактор көліктерінде алдыңғы орында болуға көптеп көмегін тигізеді.

Қозғалтқыштарды тиімді қолдану үшін, көлік техникасының мамандарынан, қозғалтқыштың жылулық теориясын жәнеолардың жүмыс жасаған кезінде болатын барыстың маңызын анық және сапалы білуін талап етеді. Энергетикалық қоңдырғьлар мен ІЖҚ-ды оқитын 050713 мамандығы студенттерінің білімін бекіту және кеңейту үшін, оқу жоспарында курстық жоба қарастырылған.

Курстык жобаны орындауда студенттер біртіндеп инженерлік есептерді үйренуге дағдыланады, кейбір алғашқы шамаларды өз бетімен шешуге және анықталатын көрсеткіштердің дәл есептелуін үйренеді.

Бұл оқу құралының мазмұны үш бөлімнен тұрады. Бірінші бөлімі – «Қозғалтқыштардың жылулық есептелуі, жылу балансы және олардың нақты циклының индикаторлық диаграммасын құру», екінші бөлімі – «Қозғалтқыштың сыртқы жылдамдық сипатамасын есептеу және оны құру», үшінші бөлімі – «Қозғалтқыштардың динамикалық есептелуі және құрылымын жасау».

Ұсынылып отырған оқу құралының мазмұны, курстық жобаны есептеуге ғана емес, сонымен қатар студенттердің ІЖҚ-дың теориясын игеріп сынақ және емтихан тапсыруларына көмек көрсетеді.
1 Курстық жобаны орындаудағы жалпы мәселелер және әдістемелік нұсқаулар
Қозғалтқыштардың энергетикалық және үнемділік көрсеткіштері, әрбір жұмыс цилиндрінде мезгіл-мезгіл қайталанып отыратың тізбектелген барыстардың жиынтығы ретінде қарастырылатын жұмыс циклының жетілгендігіне және жанармай жанған кезде бөлініп шығатын жылудың, механикалық жұмысқа айналуына тәуелді болады.

Сыртқы жылдамдылық сипаттаманы жеткілікті дәрежедегі дәлдікпен, қозғалтқыштың бір тәртіптегі – ең жоғарғы (номиналдық) қуаттық тәртіптегі, жұмысына сәйкес жылулық есептеудің нәтижелері бойынша, немесе эмпирикалық тәуелділікті пайдалана отырып құруға болады.

Қозғалтқышты жылулық есептеу, белгіленген немесе берілген алгашқы параметрлерге негізделеді. Барлық әр түрлі қозғалтқыштар үшін, жылулық есептеудің жалпы алғашқы параметрлері болып мыналар есептеледі: қозғалтқыштың түрі. номиналдық тиімді қуат N_e, номиналдық қуаттағы иінді біліктің айналым жиілігі n_Ne, сығылу, дәрежесі ε, цилиндрлердің саны және олардың орналасуы, S /D қатынасы, жану камерасының түрі және қоспа жасалу тәсілі, суыту жүйесінің түрі және т.б.

2
Қозғалтқыштың жылулық есебі және оның жылу балансы

Тапсырма

Төрт тактылы үрлеусіз дизельді қозғалтқышты есептеу жүргізу.

Иінді біліктің айналым жиілігі η_Ne=1700мин^-1 және цилиндрлер саны

=4 кезде қозғалтқыштың тиімділік номиналдық қуаты N_е=47,7 кВт. Цилиндрлердің орналасуы қатарлы, жану камерасының түрі бөлінбейтін камералы және қоспа жасалу тәсілі көлемдік қабыршақты.Суыту жүйесі ауамен. Сығу дәрежесі ε =16.5.

Кіргізу барысы

Пайдаланылған газдарды шығару (цилиндрді тазалау) және оған жаңа зарядты кіргізуді (толтыру) газалмасу барыстары деп аталады.

.

Кіргізу барысының параметрлеріне демек цилиндрді жаңа зарядпен толтыруға маңызды ыкпалын тигізетін параметрлерге төмендегілер жатады:

1) кіргізу және шығару жүйелеріндегі кедергілердің кесірінен қозғалтқыштың кіруіндегі және шығуындағы қысым жоғалуы ∆р_а;

2) қалдық газдар коэффициенті γ_r – цилиндрді алғашқы циклден қалған жану өнімдерінен тазарту сапасын сипаттайтын параметр;

3) жаңа зарядтың кіргізу жүйесінің қабырғаларынан және цилиндр қабырғаларынан жылыну температурасы ∆Т.
2.1.1
Қоршаған ортанын кысымы
p
_о
және температурасы Т_о

Қозғалтқыштың үрлеусіз жұмыс істеу кезінде, ауа цилиндрге атмосфералық ортадан кіреді. Қозғалтқыштың жұмыс циклын есептегендеқоршаған ортаның қысымы р_о=0,1МПа-ға, ал температурасы Т_о=293К-ға тең деп алынады.
2.1.2

Қал
дық
газдар кысымы
p_r

(МПа) және температурасы Т
_r

(К)

Шығару жүйесі кедергісінің әсерінен қалдық газдар қысымы p_r (МПа), әрқашан қоршаған ортаның қысымынан жоғары болады

p_r=p_о+∆p_r,                                                                             (1)

.

p_r=(1,05..1,25)p_о.                                                                    (2)

p_r-дің үлкен мәндері жоғаргы айналымдағы қозғалтқыштар үшін алынады.

            p_r=0.105-0.125 MПа

Сонда,     p_r=0.115 МПа деп қабылдаймыз.

Қалдық газдардың температурасы Т_r, әдетте тәжірибелі-статикалық (әдебиеттік) мәліметтер бойынша қозғалтқыштың түріне, сығылу дәрежесіне, айналым жиілігіне және ауаның артықтық коэффициентіне байланысты алынады (1-ші кестеге сәйкес).

Т_r=600-900 К

Т_r=750 К   деп қабылдаймыз.

2.1.3    Жаңа зарядтың жылыну температурасы ∆Т(°К)

Толтыру барысында қозғалтқыштың қыздырылған тетіктерінің арқасында, жаңа зарядтың температурасы бірнеше көбейеді. Қозғалтқышты жылулық есептеуде ∆t-ны тәжірибелік мәліметтер және жанамалық есептеулердің негізінде алады (1-ші кестеге сәйкес).

2.1.4 Кіргізу барысының соңындағы қысым p_а

Кіргізу жүйесінің кедергісіне және цилиндрдегі зарядың қозғалыс жылдамдығының өшуіне байланысты болатын қысымның жоғалуын ∆р_а-ны (МПа), кейбір жорамалдау арқылы Бернулли теңдеуінен анықтауға болады:

                                                         (3)

мұнда β – цилиндрдің қарастырылып жатқан қимасындағы зарядтың қозғалыс жылдамдығының азаю коэффициенті;

Қозғалтқыштағы кірер зарядтың тығыздығы:

үрленбейтін қозғалтқыштар үшін

, кг/м³;                                                                      (4)



          мұнда =287 Дж/(кг•К) – ауаның меншікті газ тұрақтысы; р_о– атмосфералық ауа мен сығымдағыштан өткен ауаның қысымы, МПа; Т_о– атмосфералық ауа мен сығымдағыштан өткен ауаның температурасы, К.
                                                  (5)



Сонда                =0.1-0.016854=0.083146 МПа

2.1.5 Қалдық газдар коэффициенті γ_r

Қалдық газдар коэффициентінің шамасы, цилиндрдің жану өнімдерінің тазалану сапасын сипаттайды. Төрт тактылы қозғалтқыштар үшін γ
_r-дің шамасы мына формуламен анықталады:

, (6)

мұндағы ε-сығылу дәрежесі.

2.1.6 Кіргізу барысының соңындағы температура Т_а

Температура

(К) жеткілікті дәрежеде, негізінен кіргізу сызығындағы r нүктесінен

нүктесіне дейінгі аралықта құрастырылған. жылу балансы тендеуінен анықталады (1-ші суретке сәйкес).

-ның шамасы негізі кірудегі жұмыс жасайтын дененің температурасына Т_о, қалдық газдар коэффициентіне γ
_r, зарядтың қызу температурасына ∆Т және аз дәрежеде қалдық газдардың температурасына тәуелді болады. Осы айтылған факторларды еске алғанда Т_а шамасы мына теңдеумен анықталады:

(7)

2.1.7 Толтыру коэффициенті η_ν.

Толтыру коэффициентін мына тендеумен анықтайды:

. (8)

2.2 Сығылу барысы

Дизельдер

(9)

мұнда

– номиналдық қуаттағы иінді біліктің айналым жиілігі, мин^-1.

Сығылу барысынің соңындағы қысымды р_сжәне температураны Т_с тұрақты көрсеткіште n₁-де политроптық процестің тендеуінен, поршеньнің төменгі шекті нүктеден, жоғарғы шекті нүкте аралығында болатын жүрісіндегі сығылу барысын еске ала отырып анықтайды.

(10)

(11)

мұнда ε
– қозғалтқыштың сығылу дәрежесі.

Сығылу соңындағы жұмысшы қоспаның (жаңа қоспа+қалдық газдар) орта мольдік жылусыйымдылығы

мына тендеумен анықталады:

. (12)

Карбюраторлы және дизельді қозғалтқыштардағы сығылудың соңындағы жаңа зарядтың (ауаның) орта мольдық жылусыйымдылығы

, ауаның жылусыйымдьшығына тең деп қабылданады және мына температуралар аралығында t_с=0÷1500°С оны төмендегі тендеуден анықтауға болады:

, (13)

мұндағы

=956-273=683

        Сығылудың соңындағы қалдық газдардың орта мольдық жылу сыйымдылығын интерполяция (қосымша жазу) әдісімен дизельдік жанармай үшін 4-ші кесте бойынша анықтауға болады.

            α=1.5

2.3 Жану барысы
Жану барысы – қозғалтқыштың жұмыс циклының негізгі барысы, осы кездегі уақытта, жанармайдың жану салдарынан бөлініп шыққан жылу, жұмысшы дененің ішкі энергиясының өсуіне және механикалық жұмыс істеуге жұмсалады.

Қисық сызық c΄
fc
"
z_н қозғалтқыштардың цилиндрлерінде жану барысындағы қысымның нақтылы өзгеруін сүлбе түрінде көрсетеді. Нақты қозғалтқыштарда жану барысы, дәл айтқанда жанармайдың әрі қарай жануы z_H нүктесінен кейін, ұлғаю сызығында жалғасады.

Жану барысын есептеуді екі кезеңге бөлуге болады:

а) -жану барысын термохимиялық есептеу;

б) -жану барысын термодинамикалық есептеу.

2.3.1 Жану барысын термохимиялық есептеу

Жану барысын термохимиялық есептеу жанармайдың элементарлық құрамын массалық бірлікте (кг) анықтаудан басталады. Сұйық жанармай үшін (бензин және дизельдік жанармай):

g_С+g_Н+=1, (14)

Жанармайдың масса бойынша элементарлық құрамын біле отырып,

1 кг жанармай толық жануға ауаның теориялық қажетті мөлшерін

анықтайды:

кг ауа / кг жанармай (15)

немесе

кмоль ауа / кг жанармай (16)

кмоль ауа / кг жанармай

мұнда 0,23 – 1 кг ауадағы оттегінің массалық мөлшері;

0,208 - 1 кмоль ауадағы оттегінің көлемдік мөлшері;

g_С, g_Н, – 1 кг жанармайдағы компоненттердің массалық улестері (1-ші кесте);

1 кг жанармай толық жануға керекті нақтылы ауаның
мөлшері

, қажетті теориялық мөлшерден

өзгеше
болуы мүмкін және олар ауаның артықтық коэффициенті α-мен
бағаланады.

. (17)

Бұдан

, кг ауа /кг жанармай

немесе L=α
•L_о, кмоль ауа/кг жанармай (18)
l=1.5

14.45=21.67 кг ауа /кг жанармай

L=1.5

0.5=0.75 кмоль ауа/кг жанармай
М₁=
α·
L_o кмоль жану қосп./кг жан.май. (19)

М₁=1.55

0.5=0.75   кмоль жану қосп./кг жан.май

Қалған газдардың мөлшері М_r мына тендеуден анықталады

М_r=
γ
_r
·
М₁, кмоль қал.газ/кг жан.май.                                    (20)

        М_r=0.039

0.75=0.03

Жанармай толық жанғанда, (α≥1) жану өнімдері көмірқышқылы газынан СО₂, су буынан Н₂О, артық оттегінен О₂және азоттан N₂ тұрады (дизельдерде).

α³1 болған кезде жанармайдың жану өнімдерінің жеке компоненттерінің мөлшерлері

(21)

М_со=0.870/12=0.0725

М_н2о=0.126/2=0.063

М_о2=0.208(1.5-1)•0.5=0.05

М_N2=0.792•1.5•0.5=0.59.

Ал, α≥1 болғандағы жанармайдың толық жанғандағы жалпы жану өнімінің мөлшері М₂ |(кмоль жану өнім./кг жан.май)| мына тендеуден анықталады:

(22)

Тексеру:

                                                   (23)

   M₂=0.0725+0.063+0.05713+0.6131=0.78

Тексеру: M₂=0.870/12+0.126/2+(1.55-0.208)•0.5=0.78
          Жану қоспасының (жаңа зарядтың) молекулярлық
өзгеруінің химиялық (теориялық) коэффициенті μ_о мына теңдеумен
анықталады:

. (24)

Жұмыс қоспасының (жану қоспасы+қалған газдар) молекулярлық өзгеруінің нақтылы коэффициенті келесі теңдеуден анықталады:

. (25)

μ шамасы келесі аралықта өзгереді:

Дизельдер үшін 1,01÷1,06.

2.3.2 Жану барысын термодинамикалык есептеу

.

Жану өнімдерінің (газдардың) жылу сыйымдылығы.

Әдетте жану барысын есептеу үшін тұрақты қысымдағы

және тұрақты көлемдегі

жылусыйымдылықтар пайдаланылады.

Дизельдерде (α>1 болғандағы) тұрақты көлемдегі жану өнімдерінің орта мольдік жылусыйымдылығы

(26)

Ал, тұрақты қысымдағы жану өнімдерінің орта мольдік жылусыйымдылығы

мына формуладан анықталады

+8,315. (27)

Оттегі О₂׃

(m_cv^”)_t^t=23.723+0.00155t_z
Азот N₂׃

(m_cv^”)_t^t=21.951+0.00145t_z

(28)

Көмірқышқылгазы СО₂׃

(m_cv^”)_t^t=39.123+0.003349t_z
Су буы Н₂О׃

(m_cv^”)_t^t=26.670+0.00438t_z

[0.0725(39.123+0.003349t_z)+0.063(26.670+0.00438t_z)+0.05713•

(23.723+0.00155t_z)+0.6131(21.951+0.00145t_z)=(23.579+0.0019t_z).

=(23.579+0.0019t_z)+8.315=(17.4596+0.0013t_z).

Жанармай мен ауа қоспасының Н_{жұм.қосп.} (жұмысшы қоспа)жану жылылықтары.

α≥1 болғандағы жұмыс қоспасының жану жылылығы Н_{жұм.қосп}_. [(қДж/(кмоль жұм.қосп] төмендегі формуламен анықталады

H_{жұм.қос} =

(29)

H_{жұм.қос} =

(қДж/(кмоль жұм.қосп).

α>1 болғандағы дизельді қозгалтқыштар үшін, көрініп жанудың соңындағы жану өнімдерінің (газдардың) температурасы t_z (30) жану тендеуінен анықталады.

H_{жұм.қос}

(30)

мұнда

– (35) теңдеу бойынша анықталатын, тұрақты қысымдағы жану өнімдерінің орта мольдік жылу сыйымдылығы; λ – қысымның жоғарылау дәрежесі.

Дизельдер үшін, λ=1,7-2,1.

         0.76•53006,4+[(22,3)+8.315·2]·620+2270·(2-1,04)=1,04·(31,894+0,0019t_z)·t_z

                            40285+[24136,6]+2179,2=(26.8·t_z+0.0013·t_z).



           Eкінші реттіктегі жалпы түрдегі тендеуді аламыз.

                                                                     (31)

мұнда А,В,С,-белгілі шамалардың сандық мәндері.
                                     43973.77=(26.8·t_z+0.0013·t_z.²).

                                      0.0013·t_z²+26.8·t_z-43973.77=0

           Осыдан (43)-тен

немесе

(32)

=1806.7 K.

Жану барысынің соңындағы қысымның Р_z-тің шамасының анықталуы, қозғалтқыштардағы болатын циклдің жүзеге асуына тәуелді. Жанудың сонындағы қысымның Р_z-тің (МПа) анықталу корінісі:

дизельді қозғалтқыштар үшін

(33)

P_z=1.5·3.713=5.8 MПа

ал ұлғаюдың алғашқы дәрежесі

(34)

дизельдер үшін ρ=1,2…1,7.

Алғашқы ұлғаю барысындағы (дизельдерде) поршеньнің босату колемі V_z:V_z=V_c(ρ-1) дм³ немесе (35)
2.4 Ұлғаю барысы

Политропа бойынша жүретін ұлғаю барысын есептеу, ұлғаю барысының политроптық көрсеткішін n₂, ұлғаю барысының соңындағы қысымды р_в және температураны Т_в анықтау болып есептеледі.

Дизелді қозғалтқыштар үшін

; (36)

мұнда n_N_e – номиналдық қуаттағы қозғалтқыштың айналым жиілігі, мин^-1 (тапсырмадан алады).

Біріккен барыстардағы жылу берілетін циклдегі жұмыс істейтін, дизельді қозғалтқыштар үшін

(37)

(38)

мұнда

-алғашқы ұлғаюдың дәрежесі;

5- сурет, Ұлғаю барысындағы қысымның өзгеруі

Z_НВ΄В сызығы ұлғаю барысындағы, қозғалтқыштардың цилиндріндегі нақты қысымның озгеруінің сүлбесін көрсетеді.

2-кесте.Қазіргі қозғалтқыштар үшін (номиналдық төртіптегі) ұлғаю барысынің шамамен алғандағы параметрлерінің

мәндері

Қозғалтқыштар	n₂	p_b, МПа	Т _b, К
Дизельді	1,15-1,30	0,25-0,60	1000-1200

Ұлғаю барысының параметрлерін анықтағаннан соң шығару барысын есептеуге кіріседі.
2.5
Шығару барысы
Шығару барысын есептеудің мақсаты шығарудың сонындағы газдардың параметрлерін анықтау - қысымды р_rжәне температураны Т_r және қалған газдардың γ
_r коэффициентін (1-ші суретке сәйкес).

K (39)

К.

Онда Т_r-дың анықталу қателігі:

(40)

%.< 5%.

Есептелінген шама Т_r-дың және оның алғашқы қабылданған мәндерінің айырмашылығы арасындағы тура келмеушілік 5%-дан аспау керек.

2.6 Қозғалтқыштың жұмыс циклының индикаторлық көрсеткіштері

Жұмыс циклының индикаторлық көрсеткіштері жылуды тиімді пайдалану жетілгендігін, барыстардың сапалы ұйымдасуын және олардың дұрыс, өтуін сипаттайды. Бұларға жататындар орта индикаторлық қысым р_i', индикаторлық пайдалы әсер коэффициентті (п.ә.к.) η
_і және индикаторлық жанармайдың сыбағалы шығыны g_і.

2.6.1 Орта
инд
икаторлы
қ
қысым
р_і΄
(МПа)

Біріктірілген барыстармен жылу берілетін цикл бойынша жұмыс жасайтын, дизельдер үшін (А.1, б-суретке сәйкес).

(41)

=0.75

Нақтылы циклдың теориялық циклден ауытқуы әсерінен болатын орта индикаторлық қысымның р_і кемуін, диаграмманың толығу коэффициенті φ_T бағалайды.

р_і= φ_T· р_і'. (43)

р_i=0.93·0.75=0.7 МПа.

Диаграмманың толығу коэффициенті

мынаған тең қабылданады:

Дизельдер үшін................................. ...............0,92÷0,95.

2.6.2 Индикаторлық пайдалы әсер коэффициенті η
_і

Индикаторлық п.ә.к. η
_і пайдалы жұмыс алу үшін, нақты циклдегі жанармайдың жылуын пайдалану дәрежесін сипаттайды және нақты цикл жүргендегі барлық жылу шығындарын еске алады. Жылулық есептеудегі қозғалтқыштың индикаторлық п.ә.к.-ның анықталу формуласы

(44)

мұнда p_і көрсетілген МПа-мен; l_о – кг/кг жанармай; Н_и -МДж/кг жанармай; ρ
₀
және ρ
_к
кірердегі жаңа зарядтың тығыздығы кг/м³ .

2.6.3 Меншікті индикаторлық жанар май шығыны g_i

Қозғалтқыштың нақты циклның үнемділігіменшікті ин-дикаторлық жанармай шығынымен сипатталады , ол бірлік ин-дикаторлық қуаттағы,бірлік уақыттағы жаңармайшығынын корсетеді.

Белгілі индикаторлық п.ә.к. шамасы бойынша, меншікті ин-дикаторлықжанармай шығыны мына теңдеуден анықталады.

немесе

кВт ∙ сағ. (45)

кВт ∙ сағ.

Сонан соң қозғалтқыштың тиімділік корсеткіштерін анықтауға өтеді.

2.7. Қозғалтқыштың тиімділік көрсеткіштері

Мәшиналардың және агрегаттардын жұмыстары үшін, шешуші мағыналар болатын тиімділік көрсеткіштер, яғни иінді біліктен алынатын және сыртқы пайдалануға берілетін, қозғалтқыштың нақтылы көрсеткіштері.

Тиімділік көрсеткіштер жылу шығынынан басқа, тағы газдардың ұлғаюдағы энергиясын иінді білікке бергендегі, механикалық шығындарды сипаттайды. Негізгі тиімділік көрсеткіштерге жататындар: орта тиімділік қысым p_е (МПа); тиі-мділік қуат N_e (кВт); тиімділік п.ә.к η
_e
; механикалық шығындағы орта қысым p_м (МПа); тиімділік жанармай шығыны - сағаттық G_ж.м. (кг/сағ) және меншікті g_e [г/(кВт • сағ)|.

2.7.1 Орта тиімділік қысым p_е

Орта тиімділік қысым - бұл цилиндрлердің жұмыс колеміне келтірілген, қозғалтқыштың пайдалы жұмысы. Орта тиімділік қысым p_е, индикаторлықтан p_і аз болады механикалық шығынның орта қысымының p_м шамасына тең

p_e = p_i – p_м(МПа). (46)

Механикалық шығындар негізінде қозғалатын тетіктердің арасындағы уйкелістерге, қосымшалық агрегаттарды жетектеуге және сораптық жүрістерге жұмасалатын шығындардан тұрады.

Қозғалтқышты жылулық есептегенде, берілген механикалық ПӘК-тің η
_м шамасы 0.75-0.80 бойынша орта тиімділік қуат p_е (МПа) төмендегі теңдеуден анықталады:

р_e = p_i
·η
_м
(47)

р_е=0.75·0.78=0.59 МПа.

2.7.2 Тиімділік қуат N_е

Тиімділік қуат - бұл қозғалтқыштың қуаты, иінді біліктен алынған және трансмиссиялық механизмдер арқылы сыртқы пайдалануға берілген.

N_е=N_і-N_м кВт. (48)

Қозгалткышты жылулық есептеуде тиімділік номиналдық куат N_е, тапсырмада көрсетілген.

N_e=47.7 кВт.

2.7.3 Тиімді пайдалы әсер коэффициенті η
_е

Тиімді ПӘК қозғалтқыштың үнемділік жұмысын сипаттайды, яғни жылудың пайдалану дәрежесін, барлық жылу шығынын және сондай-ақ механикалық шығынды еске ала отырып анықталады.

η
_е
=L_e/H_u    (49)

мұнда L_e – эквиваленттік пайдалы жұмыстағы жылу, МДж/кг жан.май;     Н_и — жанармайдың төменгі жану жылулығы, МДж/кг жан.май.

Жылулық есептеуде тиімділік п.ә.к. η_е-тің шамасын мына
коріністен анықтайды:

η
_е
=
η
_і
·η_м     (50)

Немесе                                                                 (51)

η
_е
=0.39·0
.78
=0.312.

2.7.4 Жанармайдың тиімді меншікті шығыны g_е [г/(кВт • сағ)] және жанармайдың сағаттық шығыны G_ж.м. (кг/сағ)

Жанармайдың тиімді меншікті шығыны g_е қозғалтқыштың
жанармай үнемділігін сипаттайды, бірлік тиімділік қуаттың бірлік
берілген уақыттағы

немесе

кВт ∙ (52)

г/кВт сағ.


Жанармайдын сагаттық шығыны G_ж.м, (кг/сағ) келесі тендеуден

анықталады:

G_ж.м.= g_e· N_е·10^-3                                             (53)

          G_ж.м.= 2826·47.7·10^-3=13.3 кг/сағ.

2.7 Қозғалтқыштың негізгі өлшемдерін анықтау

Тиімді қуат N_е (кВт), иінді біліктің айналым жиілігі n_Ne(мин^-1) және орта тиімділік қысым Р_е (МПа) бойынша қозғалтқыштың литрлігі V_л (л) төменгі көріністен анықталады

(54)

мұнда τ - қозғалтқыштың тактысы, төрт тактылар үшін τ=4.

≈5.7 л.

Бір цилиндрдің жұмыстық көлемі V_һ (л)

(55)

л.

Мұндағы болатын

(56)

мұнда D және S дм бойынша көрсетілген.

(57)

мм.

Сонан соң поршеньнің жүрісін S (мм) анықтауға болады.

(58)

мм.

Табылған D және S-тің мәндерін бүтін санға, нөлге немесе беске дейін ықшамдалып жұмырланады. D және S-тің мәндері қабылданғаннан кейін, қозғалтқыштың негізгі параметрлері және көрсеткіштері анықталады:

қозғалтқыштың литрлігі V_л (л)

(59)

л.

тиімді қуаты N_е (кВт)

(60)

^≈кВт.

тиімді айналдырушы моменті М_е (Н • м)

(61)

Нм.

жанармайдың сағаттық шығыны G_ж.м.(кг/сағ)

(62)

кг/сағ.

поршеньнің орта жылдамдығы υ
_п.ор (м/с)

(63)

м/с.

меншікті поршеньдік қуаты N_n(кВт/см²)

(64)

кВт/см².

меншікті литрлік қуаты N_л (кВт/л)

(65)

кВт/л.

мұндағы; D-цилиндр диаметрі, см; N_е-тиімді қуат (кВт) (77) теңдеуден; V_л-қозғалтқыштың литрлігі (л) (76) теңдеуден.

2.8 Қозғалтқыштың жұмыс циклының индикаторлык диаграммасы және оны құру
Жұмыс циклның индикаторлық диаграммасы, теориялық және нақты циклдерді Р, V координатасында (А.І-ші сурет) графикалық түрде бейнелеу болады.

3-кесте.Теориялық индикаторлық диаірамманы қүру үшін керекгі берілгендер

Қозғалтқышт- ың түрі	Қысымдар, МПа					n ₁	n ₂	ε	ρ
Қозғалтқышт- ың түрі	р _а	р _с	р _в	р _z	р _г
Дизельді	0.083	3.87	0.28	5.8	0.11	1.37	1.266	16.5	1.5

Алғашқы құру
Индикаторлы диаграмманың құрылуы және оның дұрыс жасалуы ыңғайлы болу үшін қысым және келем өстері бойынша өлшемдері алдын ала 250...300 мм ден кем алыбауы тиіс. Сонан соң абсцисса өсіне (ось-V) кез-келген масштабта жану камерасының көлемдік шамасы V_ж.к (кесінді ОА, 6, а,б-суреттер) салынады, оны көлемдік бірлікте V_ж.к=ОА мм=15 деп қабылдап алады (ОА кесіндісінің шамасын дизельдер үшін – 14...21 мм деп ұсынуға болады). Онда цилиндрдің жұмыстық көлемі V_һ АВ кесіндісімен бейнеленеді және оның шамасы келесі қатынастан анықталады

V_һ =V_ж.к (ε-1) , яғни АB=ОА(ε-1) мм ,                                       (66)

          V_һ =15 (16.5-1)=232.5мм.

мұнда АВ·М_s=V_һ·
М_s=S мм; S – поршеньнің жүрісі, мм;

М_s =S/АВ-поршень жүрісінің масштабы, мм/мм.

М_s=120/217=0.552995391мм/мм.

Цилиндрдің толық көлемі

V_а = V_ж.к+ V_һ=ОА + AB= AB мм .                                                    (67)

V_а = 15+ 232.5=ОА + AB=247.5мм= AB мм .

Ордината осі (ось р) бойынша газдардың қысымы салынады.

Қысымның масштабы былайша алынады, диаграмманың биіктігі оның ұзындығынан 1,2...1,7 рет көп болуы керек, яғни

МПа мм (68)

≈0.02 МПа/мм.

мұндағы р_z-жану барысының соңындағы газдардың ең жоғарғы қысымы.

Енді р өсіне р/М_р=мм шамалары өлшеніп салынады.

Р_z/М_р=290; P_a/M_p=4.15; P_c/M_p=191; P_в/M_p=14; P_r/M_p=5.5;(мм).

Дизельдер үшін А нүктесі арқылы өтетін тік сызықты, z΄ (Рz΄) нүктесін бегілейді, ал кесінді z΄z (6, б-ші сурет) келесі тендеуден анықталады

z΄z=ОА(ρ-1) мм (69)

z΄z=14(1.2131-1)=4.6мм

Политроптық сығылу барысы үшін бұдан

(70)

мұндағы р_х және V_х – сығылу барысындағы ізделінетін нүктелердегі қысым және көлем.

V_а/V_х қатынасы 1...16.5 шегіне дейін өзгереді.

Сол сияқты ұлғаю политропасыүшін

(80)

V_в/V_х қатынасы дизельдер үшін – 1...13.6 аралығында өзгереді.

Диаграмманы аналитикалық әдіспен құрғанда, сығылу және ұлғаю политропасының есептелінетін нүктелерінің ординаталарын анықтауды 4-ші кестелік түрде орындау ыңғайлы.
4-кесте. Сығылу және ұлғаю политропаларының нүктелерін септеудегі нәтижелер

Нүкте- лер №	OX=V_x _мм		Политроптық сығылу			Политроп- тық ұлғаю
Нүкте- лер №	OX=V_x _мм		(V_a/V_x)	р _x, МПа		(OB/OX)= =(V_в/V_x)	р_x, МПа
1 2 3 4 5 6 7 8 9	38 61 84.6 107 132 154 177 209 223	6.4 4 3 2.3 1.9 1.6 1.4 1.2 1.1	12.7 6.7 4.5 3.1 2.3 1.9 1.58 1.3 1.1	1.054 0.55 0.37 0.26 0.19 0.16 0.13 0.1 0.09	52.7 27.8 18.67 12.86 9.5 7.9 6.5 5.39 4.6	8.1 5. 1 3.8 2.9 2.4 2.0 1.8 1.5 1.4	2.3 1.4 1.1 0.8 0.7 0.6 0.5 0.42 0.39	113.4 71.4 53.2 40 33.6 28 25.6 21 19

Сығылу және ұлғаю политропаларының қысымдарын (р_х/М_р, мм немесе р_х, МПа) көлемдеріне сәйкес диаграммаға саламыз.

Тез жедел жүруші дизельдер үшін λ=0,23...0,31.

λ=0.28.

5- кесте. Төрт тактылы қозғалтқыштардың газ бөлуші фазаларының жуықталған мәндері (иінді біліктің бұрылу бүрышының градиусы φ)

Қозғалтқыштар	Шығарушы клапан		Кіргізуші клапан
Қозғалтқыштар	т.ш.н. дейінгі ашылуы (в΄нүктесінің тұратын орны	ж.ш.н. кейінгі жабылуы (а΄нүктесінің тұратын орны)	ж.ш.н. дейінгі ашылуы (r΄ нүктесінің тұратын орны)	т.ш.н. кейінгі жабылуы (а΄΄нүктесінің тұратын орны)
Үрлеусіз дизельдер	40-60	15-25	15-20	30-50

Қабылданған алдын-ала ерте тұтандыру (бүрку) бұрыштарына сәйкес в΄, r΄, а΄, а΄΄, с΄ және f нүктелерінің тұратын орындары поршеньнің орын ауыстыру формуласымен анықталады.

(81)

мұндағы

-қосиін радиусының бұлғақ ұзындығына қатынасы.

φ_в¹=540º-(∆φ_в¹ )=540º-45º=495º.

φ_а
¹
=(∆φ_а¹ )=24º.

φ_r¹=720º-(∆φ_r¹ )=720º-20º=700º.

φ_a¹¹=180º+(∆φ_a¹¹ )=180º+35º=215º.

φ_c¹=(∆φ_c¹ )=30º.

φ_f=[(φ
_тұт_(бүр)־∆φ
₁)]°=30º-8º=22º.

(В¹).

=206 мм.

(r¹).

=8.9 мм.

(a¹).

=12.7 мм.

(a¹¹).

=216 мм.

(c¹).

=19.6 мм.

( f ).

=10.7 мм.

в΄
, r΄, а΄, а΄΄, с΄ және f нүктелерінің есептелінген ординаталарының мәндерін 6-ші кестеге толтырады.

6-кесте. в΄, r΄, а΄, а΄΄, с΄, f нүктелерінің ординаталарының есептелуі.

Нүктелерді белгілеу	Нүктелердің тұратын орны	и.б.б. φ° 11 -ші кесте бойынша	(1-сosφ)+λ/4* (1-сos2φ)	Нүктенің ж.ш.н-ден қашықтығы, (А_x) мм
в΄	45°т.ш.н. дейін	495º	1.777106781	193
r΄	20°ж.ш.н. дейін	700º	0.076684267	8.9
а΄	24°ж.ш.н. кейін	24º	0.109615399	12.7
*а΄΄*	35°т.ш.н. кейін	215º	1.865210634	216
с΄	30°ж.ш.н. дейін	30º	0.168974596	19
f	[(φ_тұт_(бүр)־∆φ₁)]° ж.ш.н. дейін	22º	0.092462358	10.7

с
΄΄ нүктесінің орны төменгі тәуелділіктен анықталады

, МПа немесе р_с''/М_р, мм. (82)

МПа.

Р_с¹¹/М_р=223 мм.

Көлденең бойынша z_ң нүктесінің тұратын орны иінді біліктің 1 градусқа бұрылуындағы қысымның мүмкіндік ұлғаю жылдамдығына (қысымның с΄΄ нүктесінен z_н нүктесіне дейінгі ұлғаюы) байланысты анықталады

, МПа/(.и.б.б. град.).

Көлденең бойынша z_Н нүктесінің жағдайы и.б.б. ∆φ₂ шамасы бойынша анықталады дизельдер үшін – и.б.б. 6÷10° ж.ш.н. кейін.

МПа/(.и.б.б. град.).

2.8 Қозғалтқыштың жылу балансы (теңгерулігі)

Қозғалтқыштың жылу балансы-жанармай жанғандағы бөлінген жылу мөлшерінің пайдалы жұмысқа және әр түрлі жылу шығындарына бөлінуі жөнінде түсініктеме береді.

Абсолюттік бірлікте қозғалтқыштың жылу балансы тендеуін келесі түрде көрсетуге болады:

Q=Q_е+Q_салқ+Q_г+Q_т.ж.+ Q_қалд . Дж/с, (83)

Жұмсалынған жанармайдың жану жылығы

Дж/с, (84)

Дж/с,

мұндағы Н_u-жанармайдың төменгі жану жылылығы, кДж/кг;

                G_ж.м_. – жанармайдың сағаттық шығыны, кг/сағ.

Пайдалы жұмысқа айналған жылу.

Q_е=1000 · N_e Дж/с,                                                                      (85)

      Q_е=1000 · 47.7=47700 Дж/с,

мұндағы N_e – қозғалтқыштың тиімді қуаты (тапсырмадан алынады), кВт.

Салқындату ортасына берілген, жылу:

дизельдер үшін

Дж/с, (86)

Дж/с.

Жұмыс істеген газбен шыққан, жылуды Q_г пайдаланылған газдың толық жылуының , және жаңа зарядтың толық жылуының арасындағы айырмашылық ретінде төмендегі тендеуден анықтауға болады.

Дж/с          (87)

           t_r=Т_r-273^ОС=750-273=477^ОС

            t_к=Т_о-273=293-273=20°С

кДж/(кмоль·град)

=20,7715 кДж/(кмоль·град)

Жанармайдың толық жанбауының әсерінен бөлінбейтін жылу

Есепке алынбаған қалдық жылу шығындары (жылу балансының қалдық мүшесі) төмендегі айырмашылықтар бойынша анықталады.

Q_кал= Q-(Q_е+Q_сал.+Q_г+Q_т.ж_.) Дж/с.                                             (88)

       Q_кал=
158785-(47700
+
50477,40974
_.
+
46036,97244)=8621.78 Дж/с.

Көбінесе талдау үшін жиі салыстырмалы бірлікте немесе барлық бөлінген жылылық мөлшерінің пайызында құрастырылған жылу балансы тендеуі пайдаланылады, егер жалпы оны 100% -деп қабылдаса:

100% =q_e+q_сал.+q_Г+q_т.ж.+q_кал_.,                                                      (89)

мұндағы

;

және т.б. (90)

Есептелген нәтижелерді 7-ші кестеге келтіру ыңғайлы.
7-кесте. Қозғалтқыштың жылу балансының құрамы

Жылу балансын құрастырушылар	Q, Дж/с	q, %
Пайдалы жұмысқа айналатын жылу Q_e	46563,6	31
Салқындатушы ортаға берілетін жылу Q_сал.	50477,40974	35.1
Жұмыс істеген газдармен кететін жылу Q_г	46036,97244	30
Толық жанбаудың әсерінен болінбейтін жылу Q_т.ж.	0	0
Есепке алынбаған қалған жылу шығындары Q_кал	6223,337224	4.9
Жұмсалған жанармайдың жану жылылығы Q	149301,3194	100,0

Қозғалтқыштың жылу балансын анықтағаннан кейін келесі есептеу кезеңіне – козғалтқыштың сыртқы жылдамдылық сипаттамасын құру, кіріседі.
3
ҚОЗҒАЛТҚЫШТЫҢ СЫРТҚЫ ЖЫЛДАМДЫЛЫҚ СИПА-ТТАМАСЫН ЕСЕПТЕУ ЖӘНЕ ОНЫ ҚҰРУ

Жаңа қозғалтқышты жобалағанда әр түрлі жеке сипаттамалар (мысалы, жылдамдылық және жүктемелік) есептеу жолымен құрылуы мүмкін.

Тиімді қуаттың N_ех (кВт) қисығының есептелінетін нүктелері келесі эмпирикалық тәуелділік бойынша анықталады:

бөлінбейтін камералы дизельдер үшін

(91)

1).

кВт.

2).

кВт.

3).

кВт.

4).

кВт.

5).

кВт.

           Есептелген нәтижелермен белгілі масштабта М_Nе тиімді қуаттың қисық сызығын құрады (Б.1, а,б-суреттерге сәйкес).

Тиімді бұралу моментінің (Н•м) қисық сызығының нүктелері келесі формуламен анықталады.

М_ех=3•10⁴• N_ех/(π
• n_x).                                                                   (92)

         1) .М_ех=3•10⁴• 8.7768/(3.14 • 3
40)=246.63 Н·м.

         2).М_ех=3•10⁴• 20.22/(3.14 • 6
80)=284.09 Н·м.

         3).М_ех=3•10⁴• 32.02/(3.14 • 10
20)=300.2 Н·м.

         4).М_ех=3•10⁴• 41.92/(3.14 • 1020)=294.5 Н·м.

         5).М_ех=3•10⁴• 47.7/(3.14 • 1700)=268.08 Н·м.
          Масштабта М_м құрылған бұралу моментінің қисық сызығы, сонымен қатар орта тиімді қысымның өзгеруін көрсетеді, бірақ М_р (МПа/мм) масштабында:

М_Р=М_м•
π
•
τ/(10³•V_л)                                                                        (93)

Поршеньнің орта жылдамдығы (м/с)

υ
_п.орх
= S• n_x/(3•10⁴) .                                                                       (94)

    1.)
υ
_п.орх
= 135• 340/(3•10⁴)=1.49 м/с .

2).
υ
_п.орх
= 135• 680/(3•10⁴)=2.99 м/с .

3).
υ
_п.орх
= 135• 1020/(3•10⁴)=4.48 м/с .

4).
υ
_п.орх
= 135• 1360/(3•10⁴)=5.98 м/с .

5).
υ
_п.орх
= 135• 1700/(3•10⁴)=7.48 м/с .

Есептелінетін нүктелер үшін орта тиімді қысымның Р_ех(МПа) шамасын, М_ех қисық сызығы бойынша немесе төмендегі теңдеуден анықтауға болады.

р_ex= N_ех • 30τ/(V_л• n_x).                                                                     (95)
1).р_ex= 8.7768• 30·4/(4.0754688• 340)=0.6544 МПа.

2).р_ex= 20.22• 30·4/(4.0754688• 680)=0.72006 МПа.

3).р_ex= 32.5• 30·4/(4.0754688• 1020)=0.7362 МПа.

4).р_ex= 41.976• 30·4/(4.0754688• 1360)=0.70271 МПа.

5).р_ex= 47.7• 30·4/(4.0754688• 1700)=0.6197 МПа.

Орта индикаторлық қысымның қисығының нүктелері келесі формуламен анықталады.

р_ix= р_ex + р_mx,                                                                                  (96)

мұндағы р_mx –механикалық шығындардың орта қысымы (МПа), ол қозғалтқыштың түріне және құрамына байланысты келесі тендеулермен анықталады:

бөлінбейтін камералы    төрт тактылы дизельдер үшін

p_мх=0,089+0,0118•υ
_п.орх                                                                         (97)
1).p_мх=0,089+0,0135•1.468=0.11.

2).p_мх=0,089+0,0135•2.99=0.13.

3).p_мх=0,089+0,0135•4.48=0.15.

4).p_мх=0,089+0,0135•5.98=0.17.

5).p_мх=0,089+0,0135•7.48=0.19.
1)     .р_ix= 0.
54
+ 0.1
1
=0.
65

2). р_ix= 0.626
+ 0.13=0.
756

3). р_ix= 0.
82
+ 0.15=0.
82

4). р_ix= 0.
65
+0.17=0.
82

5). р_ix= 0
.59
+ 0.19=0.
78

Масштабпен М_p құрылған орта индикаторлық қысымның қисық сызығы, сондай-ақ индикаторлық бұралу моментінің өзгеруін көрсетеді, бірақ М_м (Н•м/мм) масштабында:

М_м=Мр•10³•V_л/(π•τ).                                                                      (98)

М_м=0.025•10³•4.0754688/(3.14•4)=8.118 Нм/мм.

Индикаторлық бұралу моментінің М_ix (Нм) //есептелінетіннүктелерін Р_к-тін қисығы бойынша немесе төмендегі теңдеуден. анықтауға болады

M_ix=P_ix•V_л•10³/(π
•
τ).                                                                              (99)
          1).M_ix=0.65·5.7·10³/(3.14 ·4)=294.98 Н·м.

2).M_ix=0.756·5.7·10³/(3.14 ·4)=343.1 Н·м.

3).M_ix=0.82·5.7·10³/(3.14 ·4)=372.13 Н·м.

4).M_ix=0.82·5.7·10³/(3.14 ·4)=372.13 Н·м.

          5).M_ix=0.78·5.7·10³/(3.14 ·4)=353.98 Н·м.
Жылдамдылық сипаттамадағы ізделінетін нүктедегі, жанар майдың меншікті тиімді шығыны [ г/(кВт • сағ)]:

бөлінбейтін камералы дизельдер үшін

g_ex=g_eNe[1,55-1,55•n_x/n_Ne+(n_x/n_Ne)²],                                                 (100)

мұнда g_eNe – номиналды куаттағы меншікті тиімді жанармайдың сағаттық шығыны, г/(кВт•сағ).
1).g_ex=282·[1,55-1,55•440/2200+(440/2200)²]=360 [ г/(кВт • сағ)].

2).g_ex=282·[1,55-1,55•880/2200+(880/2200)²]=307.4 [ г/(кВт • сағ)].

3).g_ex=282·[1,55-1,55•1320/2200+(1320/2200)²]=276.8 [ г/(кВт • сағ)].

4).g_ex=282·[1,55-1,55•1760/2200+(1760/2200)²]=167.6 [ г/(кВт • сағ)].

5).g_ex=282·[1,55-1,55•2200/2200+(2200/2200)²]=282 [ г/(кВт • сағ)].
Жанармайдың сағаттық шығыны (кг/сағ) келесі теңдеу бойынша анықталады

G_ж.м.х=g_ex• N_ех•10^-3                                                                         (101)
1).G_ж.м.х=3608•8.7768*10^-3=3.163 кг/сағ.

2).G_ж.м.х=307.2• 20.22•10^-3=6.211 кг/сағ.

3).G_ж.м.х=276.36• 32.15•10^-3=8.857 кг/сағ.

4).G_ж.м.х=276.36• 41.976•10^-3=11.6 кг/сағ.

5).G_ж.м.х=282• 47.7•10^-3=13.45 кг/сағ.

α_nmin=(0,7÷0,8)·1.55=1.08...1.24.

1).α₁=1.2; 2). α₂=1.275; 3). α₃=1.35; 4) α₄=1.425; 5). α₅=1.5;

Қабылданған α_х өзгеру зандылығынан толтыру коэффициенті η_VX анықталады

η_VX=Р_ex•l₀•
α
_x
•g_ex/[3600•ρ
₀(ρ
_k)].                                                         (102)
1).η_VX=0.54•14.45217391•1.2•347.648/[3600•1.189]=0.7896

1).η_VX=0.626•14.45217391•1.275•296.044/[3600•1.189]=0.828

1).η_VX=0.67•14.45217391•1.35•266.168/[3600•1.189]=0.8438.

1).η_VX=0.681•14.45217391•1.425•258.02/[3600•1.189]=0.8763

1).η_VX=0.0.59•14.45217391•1.5•271.6/[3600•1.189]=0.8425
Жылдамдылық сипаттамасынан икемділік коэффициенті К анықталады, ол максималдық бұралу моментінің М_еmax номиналдық куаттағы бұралу моментіне М_eNeкатынасын көрсетеді:

K=Ме_max/М_eNe.                                                                                (103)

K=201.0712218/202.216=1.051.

Дизельдерде буралу моментінің сипаттамасы көбірек еңісті өтеді және онда икемділік коэффициентінің мәндері келесі шекте болады К=1,05..1,20.

Барлық есептелінген шамалар 8-кестеге толтырылады.
8-кесте.Қозғалтқыштың сырткы жылдамдылық сипаттамасының есептелінген параметрлері

Иінді біліктің айналым жиілігі n_x, мин^-1	Сыртқы жылдамдылықтың сипаттаманың параметрлері
Иінді біліктің айналым жиілігі n_x, мин^-1	N_ех кВт	М _ех, Н•м	р _ex МПа	υ _п.ор _. _х м/с	р _MxМПа	р _ix МПа	M_ix Н•м	g_ex,	G_ж.м.	α_х	η_VX
340 680 1020 1360 1700	8.776 20.22 32.05 41.97 47.7	246 284 300 294 268	0.54 0.63 0. 67 0.65 0.59	1.50 2.99 4.48 5.98 7.48	0.11 0.13 0.151 0.172 0.193	0.65 0.75 0.82 0.82 0.78	294 343 372 372 353.6	360.9 307.3 276.3 367.9 282	3.168 6.21 8.85 11.6 13.45	1. 2 1.275 1.35 1.425 1.5	0.79 0.83 0.84 0.88 0.84

8-ші кестедегі келтірілген, есептелінген берілгендер бойынша қозғалтқыштардың сыртқы жылдамдылықтарының сипаттамалары (Б.1, а,б-ші суреттер) құрылады.
4.
Қозғалтқыштар механизмдерінің
кинематикасы мен динамикасы

4.1. Қозғалтқышты кинематикалық есептеу.
Поршеньнің қозғалысы келесі формуламен есептеледі:

S_x=R*

,

мұнда R-қосиін рдиусы (R=66 мм), l - қосиін радиусының шатун ұзындығына қатынасы (l=0,28),

j - иінді біліктің бұрылу бұрышы.

   Есептеу иінді біліктің әрбір 10⁰ сайынғы бұрылу бұрышына жеке жүргізіледі.

   Иінді біліктің айналымының бұрыштық жылдамдығы:

         w=p*n/30=3,14*1700/30=178 рад/с.

   Поршеннің жылдамдығы:

         V_п=w*R*(sinj+

* sin2j)=178*0,066* (sinj+

* sin2j)=11.748   м
/
с.

   Поршеннің үдеуі:

         j=w²*R*(cosj+l* cos2j)=230,27²*0,060*(cosj+0,28* cos2j)   м
/
с
².

   Есептеу нәтижелері 9-кестеге енгізілген.
   9-Кесте.

j°		S_x, мм		V_n, м/с	cosj+lcos2j	j, м / с ²
0	0	0,0000	0	0,0000	1,2800	2676
10	0,0194	1,2813	0,2215	2.60	1,2479	2606
20	0,07668	5.0611	0,4320	5.07	1,1542	2413
30	0,16897	11.152	0,6212	7.29	1,0060	2103
40	0,2918	19.258	0,7807	9.17	0,8147	1703
50	0,4394	28.99	0,9039	10.61	0,5942	1242
60	0,6050	39.93	0,9873	11.59	0,3600	752
70	0,7816	51.58	1,0297	12.09	0,1275	266
80	0,8263	63.50	1,0327	12.74	-0,0895	-187
90	1,1400	75.24	1,0000	11.74	-0,2800	-585
100	1,3094	86.42	0,9369	11.00	-0,4368	-913
110	1,4656	96.73	0,8497	9.98	-0,5565	-1163
120	1,6050	105.9	0,7448	8.74	-0,6400	-1338
130	1,7249	113.8	0,6282	7.34	-0,6914	-1445
140	1,8239	120.4	0,5049	5.93	-0,7174	-1500
150	1,9010	125.4	0,3788	4.45	-0,7260	-1518
160	1,95607	129.1	0,2520	2.96	-0,7252	-1516
170	1,9890	131.3	0,1258	1.47	-0,7217	-1509
180	2,0000	2	0,0000	0,0000	-0,7200	-1505
190	1,9890	131.3	-0,1258	-1,47	-0,7217	-1508
200	1,95607	129.1	-0,2520	-2.96	-0,7252	-1516
210	1,9010	125.5	-0,3787	-4.45	-0,7260	-1518
220	1,8239	120.3	-0,5049	-5.93	-0,7174	-1500
230	1,7249	113.8	-0,6282	-7.38	-0,6914	-1445
240	1,6050	105.93	-0,7448	-8.74	-0,6400	-1338
250	1,4656	96.73	-0,8497	-9.98	-0,5565	-1163
260	1,3094	86.42	-0,9369	-11.00	-0,4368	-913
270	1,1400	75.24	-1,0000	-11.74	-0,2800	-585
280	0,9621	63.50	-1,0327	-12.13	-0,0895	-187
290	0,7816	51.58	-1,0297	-11.13	0,1275	266
300	0,6050	39.99	-0,9873	-12.13	0,3600	757
310	0,4394	28.99	-0,9039	-12.09	0,5942	1242
320	0,2918	19.25	-0,7807	-11.59	0,8147	1703
330	0,16897	11.15	-0,6212	-10.61	1,0060	2103
340	0,0767	5.061	-0,4320	-9.17	1,1542	2413
350	0,0194	1.281	-0,2215	-2.60	1,2479	2609
360	0,0000	0,0000	0,0000	0,0000	1,2800	2676

      9-шы кестедегі мәліметтер бойынша иінді біліктің бұрылу бұрышына байланысты поршеннің үдеуі мен жылдамдық қозғалысының графигін тұрғызамыз.
4.2.
Қозғалтқышты динамикалық есептеу.

4.2.1.
Газдардың қысым күштері.
      Брикс әдісін қолданып,индикаторлы диаграмманы иінді біліктің бұрылу бұрышы арқылы жайамыз.Брикс түзетуі: R*l/(2M_S)=66*0,28/(2*1)=8,4 мм,

мұнда M_S=1 мм в мм- индикаторлық диаграммадағы поршень жүрісінің масштабы (масштаб ыңғайлы болу үшін жасалған).

   Жайылған диаграмма масштабы:қысымдар мен меншікті күштердің M_P=0,029МПа мм;          угла поворота    кривошипа          М_j=2°мм, немесе М_j’=4*p/ОВ=4*3,14/128=0,098125 рад мм, мұнда ОВ- жайылған индикаторлық диаграмманың ұзындығы мм.

4.2.2.Қосиінді-бұлғақты механизмнің бөлшектерінің массасын келтіру.
   Цилиндр диаметрін ескеріп,21-ші кесте [1.c.127] бойынша S/D қатынасы мен цилиндрлердің қатарлы орналасуы үшін қабылдаймыз:

F_п=π·D²/4=3,14·0,120²/4=0,0113 м².

а. поршеньдер тобының массасы

m’_п=(1,8…2,0)·D=(1,8…2,0)·105=210…240 кг/м²:   m’_п=220 кг/м² деп қабылдаймыз.

m_п=m’_п*Fп=220*0,0113=2.49 кг;

б. Шатун массасы m’_ш=(2,1...2,25)·D=(2,1…2,25)·120=262…173.5 кг/м², m’_ш=260 кг/м²деп қабылдаймыз.

m_ш= m’_ш* F_п=260*0,0113=2.94 кг;

в. Қарсысалмақсыз біліктің бір тізесінің теңестірілмеген бөліктерінің массасы:біртұтас мойынталары бар шыңдалған болат білік үшін, m’_к=320 кг/м²):

       m_к= m’_к* F_п=400*0,0113=4.52 кг.

   Поршеннің саусақшасының осі бойымен бағытталған шатун массасы:

m_ш_×_п=0,275*m_ш=0,275*2.94=0.808 кг.

   Қосиін осіне бағытталған шатун массасы:

        m_ш_×_к=0,725*m_ш=0,725*2.94=2.13 кг.

   Ілгері-кейінді қозғалыс жасаушы массалар:

m_j=m_п+m_ш_×_п=2.49+0.808=3.298 кг.

   Айналмалы қозғалыс жасайтын масса:

        m_R=m_к+m_ш_×_к=2.13+4.52=6.65 кг.
4.2.3.Толық және меншікті инерция күштері.
   J-дің мәндерін 9-кестеден 10-кестеге көшіреміз де,ілгері-кейінді қозғалушы массалардың меншікті инерция күштерінің мәндерін анықтаймыз:

p_j=-j*m_j/F_п=-j*2,277*10^-⁶/0,00865=-j*291.86*10^-⁶ МПа.

   Айналушы массаның центрге тартқыш инерция күші:

K_R=-m_R*R*w²=-4,21*0,066*178²*10^-³=-13,9 кН.

   Шатунның айналушы массаларының центрге тартқыш инерция күші:

K_R_ш=-m_ш_×_к*R*w²=-2.13*0,066*178²*10^-³=-4,454 кН.

   Күйентенің айналушы массаларының центрге тартқыш инерция күші:

K_R_к=-m_к*R*w²=-4.52*0,066*178²*10^-³=-8,8063 кН.

4.2.4.Менш
ікті суммарлы күштер.
   Поршень саусақшасының осіне қатысты меншікті күш (10 к.гр.5):p=Dp_г+ р_j.

   Меншікті нормальді күш (10 к.гр.7): p_N=p*tgb,

мұндағы tgb мәндерін l=0,28 үшін 22 кестеден [1,с.130] анықтаймыз да,6.гр.толтырамыз.

   Шатун бойымен әсер етуші меншікті күш (10.к.гр.9.): p_s=p*(1/cosb).

   Күйенте радиусы бойынша әсер етуші меншікті күш (10.кесте.гр.11.): p_к=p*cos(j+b)/cosb.

   Меншікті тангенциалды күш (10 кесте.гр.13.): p_T= p*sin(j+b)/cosb.

   Толық тангенциалды күш (10 кесте.гр.14): T=p_T*F_П=p_T*0,00865*10³.
10-кесте.

j⁰	DР_Г	I, м/с²	Рj¹ , МПа	Р, МПа	tg b	P_N,МПа	1/cosb	P_S, МПа	cosj+b/cosb	р_К, МПа	sinj+b/cosb	Р_Т, МПа	Т, кН	М_{КР. Ц.,}Н*м
0		2676	-0,781	-0,758	0	0	1	-0,758	1	0.758	0	0	0	0
30	0,023	2103	-0,613	-0,642	0,141	-0,090	1,010	-0,649	0,795	-0,511	0,622	-0,399	-4,511	-131,0
60	-0,029	752	-0,219	-0,248	0,248	-0,061	1,030	-0,255	0,285	-0,070	0,990	-0,245	-2,779	-80,61
90	-0,029	-585	0,170	0,141	0,289	0,040	1,041	0,147	-0,289	-0,040	1	0,141	1,601	46,44
120	-0,029	-1338	0,390	0,361	0,248	0,089	1,030	0,372	-0,715	-0,258	0,742	0,268	3,031	87,90
150	-0,029	-1518	0,443	0,414	0,141	0,058	1,010	0,418	-0,937	-0,387	0,378	0,156	1,768	51,28
180	-0,029	-1505	0,439	0,410	0	0	1	0,410	-1	-0,410	0	0	0	0
210	-0,029	-1518	0,443	0,446	-0,141	-0,062	1,010	0,450	-0,937	-0,417	-0,378	-0,168	-1,905	-55,25
240	0,003	-1338	0,390	0,419	-0,248	-0,104	1,030	0,432	-0,715	-0,299	-0,742	-0,311	-3,517	-102,0
270	0,029	-585	0,170	0,344	-0,289	-0,099	1,041	0,358	-0,289	-0,099	-1	-0,344	-3,895	-112,9
300	0,174	757	-0,220	0,156	-0,248	-0,038	1,030	0,160	0,285	0,044	-0,990	-0,154	-1,745	-50,63
330	0,377	2103	-0,613	0,140	-0,141	-0,019	1,010	0,141	0,795	0,111	-0,622	-0,087	-0,985	-28,58
360	0,754	2676	-0,781	0,755	0	0	1	0,755	1	0,755	0	0	0	0
370	1,537	2609	-0,761	1,616	0,049	0,792	1,001	1,618	0,976	1,577	0,221	0,357	4,036	117,0
390	2,378	2103	-0,613	0,952	0,141	0,134	1,010	0,961	0,795	0,757	0,622	0,592	6,692	194,0
420	1,566	757	-0,220	0,504	0,248	0,125	1,030	0,519	0,285	0,143	0,990	0,499	5,638	163,5
450	0,725	-585	0,171	0,388	0,289	0,112	1,041	0,404	-0,289	-0,112	1	0,388	4,387	127,2
480	0,2175	-1338	0,390	0,492	0,248	0,122	1,030	0,506	-0,715	-0,351	0,742	0,365	4,125	119,6
510	0,1015	-1518	0,443	0,503	0,141	0,573	1,010	0,005	-0,937	-0,471	0,378	0,190	2,148	62,32
540	0,06	-1505	0,439	0,479	0	0	1	0,479	-1	-0,479	0	0	0	0
570	0,04	-1518	0,443	0,475	-0,141	-0,066	1,010	0,476	-0,937	-0,442	-0,378	-0,178	-2,016	-58,47
600	0,029	-1338	0,390	0,405	-0,248	-0,100	1,030	0,417	-0,715	-0,289	-0,742	-0,300	-3,395	-98,47
630	0,0145	-585	0,170	0,179	-0,289	-0,051	1,041	0,187	-0,289	-0,051	-1	-0,179	-2,031	-58,89
660	0,009	757	-0,220	-0,214	-0,248	0,053	1,030	-0,221	0,285	-0,061	-0,990	0,212	2,404	69,73
690	0,006	2103	-0,613	-0,610	-0,141	0,086	1,010	-0,616	0,795	-0,485	-0,622	0,379	4,292	124,4
720	0,003	2676	-0,781	-0,778	0	0	1	-0,778	1	-0,778	0	0	0	0

10-шы кестедегі мәліметтер бойынша p_j , p , p_s , p_N , p_K және p_T меншікті күштер өзгерісінің графигін иінді біліктің бұрылу бұрышы j-ға байланысты тұрғызамыз.

   Циклдегі тангенциалды күштің орташа мәні:

      а. Жылулық есептеу мәліметтері бойынша:

         Т_ср=2*10⁶*Рi*F_п/(p*t)=2*10⁶*1*0,00865/(3,14*4)=1377,4 Н

      б. Абцисса осі мен Р_Т қисығы аралығындағы аудан бойынша:

          Р_Тср =(åF₁ -åF₂)*М_р/ОВ=(1212-802)*0,05/128=0,098

         Т_ср= Р_Тср * F_п=0,16016*0,00865*10⁶=1105 Н

   Қателік:   D=(1079-1105)/1079=2.3 %
4.2.5.
Айналдырушы моменттер
Бір цилиндрдің айналдырушы моменті (11-табл.гр.15.):

         М_кр.ц=Т*R=T*0,066*10³ Н*
м.

Жарқылдар арасындағы тең интервалды төрт тактілі қозғалтқыштың айналу моментінің өзгеру периоды : θ=720/i=720/4=180°.

11-кесте.

j⁰	цилиндры								М_КР, Н*м
	1-ші		2-ші		3-ші		4-ші
	j⁰ Күйен- те	М_{КР. Ц.}, Н*м	j⁰ Күйен- те	М_{КР. Ц.}, Н*м	j⁰ Күйен- те	М_{КР. Ц.}, Н*м	j⁰ Күйен- те	М_{КР. Ц.}, Н*м
0	0	0	180	0	360	0	540	0	0
30	30	-131,0	210	-55,25	390	194,0	570	-58,47	50
60	60	-80,61	240	-102,0	420	163,5	600	-98,47	-117.5
90	90	46,44	270	-112,9	450	127,2	630	-58,89	3.44
120	120	87,90	300	-50,63	480	119,6	660	69,73	225.2
150	150	51,28	330	-28,58	510	62,32	690	124,4	209.
180	180	0	360	0	540	0	720	0	0

Қозғалтқыштың орташа айналдырушы моменті:

Жылулық есептеу мәліметтері бойынша:

М_{кр. ср}=М_i=М_е/h_м=202,216/0,80=252,77 Н*
м.

М_крқисығының астындағы аудан бойынша:

М_кр.ср=

М_м=

=111,02 Н*
м.

                                    4.
Қозғалтқышты теңестіру

       КШМ-дегі әсер етуші күштер мен моменттер үзіліссіз өзгереді,егер оларды теңестірмесе,дірілдер мен тербелістер пайда болады.1-ші және 2-ші тәртіп бойынша инерция күштерін теңестіру,иінді біліктің сәйкес келетін схемасын және цилиндрлердің санын таңдаумен және олардың орналасуымен орындалады.Қозғалтқышта (P_j_I) бірінші тәртіптегі инерция күштері және (Р_С) центрге тартқыш күштері өзара теңестірілген:

    å P_j_I=0, åР_С=0.

   Екінші тәртіптегі инерция күштері вертикаль жазықтықтағы тең әсер етушіге келтіріледі :

     åP_j_II=4∙m_i*R*w²*l*cosj=4*2,277*0,067.5*230,27²*0,28*cosj=8113,48*cosj

    å P_j_II мәндері 13-кестеге енгізілген.

   Цилиндрлердің жұмыс істеу тәртібі: 1-3-4-2.

13-кесте

j⁰	0	30	60	90	120	150	180	210	240	270	300	330	360
P_j_II	8113	7026	4056	0	-4056	-7026	-8113	-7026	-4056	0	4056	7026	8113

Статикалық момент

М_ст.пр=4∙(1/8∙m_j∙R∙λ);

М_ст.пр=4∙(1/8∙2,277∙0,060∙0,28)=0,0191268.
5. Қозғалтқыштың негізгі бөлшектерін есептеу [1, с.197
-
222, 245
-
261]

5.1. Поршеньді есептеу

     Жылулық есептеу негізінде,жылдамдық сипаттама және динамикалық есептеу нәтижесінде мына мәндерді алдық:

    цилиндр диаметрі: D=120 мм;

    поршень жүрісі: S=135 мм;

    максимальді жану қысымы: p_Z_д=7,426 МПа;

    поршень ауданы: F_п=113 см²;

    ең үлкен нормальді күш: N_max=0,006 МН , j=390⁰

    поршеньдік топтың массасы: m_п=2.49 кг;

    айналу жиілігі: n_max=1700 айн
/мин;

күйенте радиусының шатун ұзындығына қатынасы: l=0,28.

   Бар қозғалтқыштарға сәйкес және 50 [1,с.206] кестедегі қатынастар арқылы мыналарды қабылдаймыз:

    поршень түбінің қалыңдығы: d=24 мм;

    поршень биіктігі: H=114 мм;

    поршень юбкасының биіктігі: h_ю=88 мм;

    поршеньнің үстіңгі бөлігінің биіктігі: h₁=66 мм;

    поршеньнің ішкі диаметрі: d_i=78мм;

    бобышка диаметрі: d_б=48 мм;

    бобышка торецтерінің ара қашықтығы: b=50 мм;

    бірінші поршеньдік конавкаға дейінгі ара қашықтық: e=20 мм;

    сақинаның радиалды қалыңдығы: t_К= t_М=5 мм;

    поршень канавкасындағы сақинаның радиальды ара қашықтығы: Dt=0,8 мм;

    поршень басының қабырғасының қалыңдығы: s=8,4 мм;

    поршень юбкасы қабырғасының қалыңдығы: d_ю=3 мм;

    үстіңгі сақина ойықтарынің үлкендігі: h_п=6 мм;

    поршеньдегі май арналарының диаметрі және саны: n_m’=10 и d_m=1 мм.

   Поршень материалы-алюминий қорытпасы, a_п=22*10^-6 1/К;

   Гильза материалы - шойын, a_ц=11*10^-⁶ 1/К.

   Поршень түбінің иілу кернеуі: s_из=p_Z_д*(r₁/d)²,

мұнда r₁=D/2-(s+t+Dt)=105/2-(8,4+4+0,8)=39,1 мм.

          s_из=7,426*(39,1/21)²=25,7436 МПа.

   x-x қимасындағы қысу кернеуі :

         s_сж=P_Z_д/F_x_-_x,

мұнда    P_z_д=p_Z_д*F_п=7,426*0,00865=0,064235 МН;

         s_сж=0,064235/0,0022=29,2 МПа
.

         F_x_-_x=(p/4)*(d_k²-d_i²)-n_m’*( d_k-d_i )*d_m/2;

         F_x_-_x=((3,14/4)*(95²-76,2²)-10*(95-76,2))*1/2∙10^-6=0,0022 м
².

        d_k=D-2*(t+Dt);

        d_k=105-2*(4+0,8)=98,6 мм.

   x-x қимасындағы жару кернеуі:

    Бос жүрістің максималь бұрыштық жылдамдығы: w_х.х_max=p*n_х.х_max/30;

        w_х.х_max=3,14*2200/30=230,27 рад/с.

     x-x қимасынан жоғары орналасқан сақинасымен қоса поршень басының массасы:    m_x_-_x=0,5*m_п;

        m_x_-_x=0,5*1,73=0,865 кг.

    Максималь жарғыш күш: P_j=m_x_-_x*R*w²_х.х_max *(1+l)*10^-⁶;

        P_j=0,865*0,060*230,27²*(1+0,28)10^-6=0,0049 МН.

    Жару кернеуі: s_р=P_j/F_x_-_x;

        s_р=0,0049/0,0022=2,23 МПа.

   Цилиндр қабырғасына қатысты поршеньнің меншікті қысымы:

        q₁=N_max/(h_ю*D); q₁=0,005/(0,088*0,105)=0,54 МПа.

        q₂=N_max/(H*D); q₂=0,005/(0,126*0,105)=0,38 МПа.

Поршень юбкасы мен басының диаметрлері:

        D_г=D-D_г; D_г=105-0,63=104,37 мм.

        D_ю=D-D_ю; D_ю=105-0,21=104,79 мм.

мұнда D_г=0,006*D=0,006*105=0,63 мм; D_ю=0,002*D; D_ю=0,002*105=0,21 мм.

   Қызған жағдайда диаметрлік ара қашықтықтар:

        D_г’=D[1+a_ц*(Т_ц-Т₀)]-D_г[1+a_п*(Т_г-Т₀)];

        D_г’=105*[1+11*10^-⁶*(450-293)]-104,37*[1+22*10^-⁶*(650-293)]=0,1 мм;

        D_ю’=D[1+a_ц*(Т_ц-Т₀)]-D_ю[1+a_п*(Т_ю-Т₀)];

        D_ю’=105*[1+11*10^-⁶*(450-293)]-104,79*[1+22*10^-6*(550-293)]=0,2 мм,

мұнда Т_ц=450 К, Т_г=650 К, Т_ю=550 К ауамен суытылатын қозғалтқыш үшін [1,с.203];

       a_ц=11*10^-⁶1/К и a_п=22*10^-⁶1/К-поршень мен цилиндрдің материалдарының сызықтық ұлғаю коэффициенті.

5.2
Поршень сақинасын есептеу



   Сақина параметрлері [1,с.206]:

    Сақинаның радиалды қалыңдығы: t=4 мм;

    поршень ойығындағы сақинаның радиалды кеңістігі: Dt=0,8 мм;

    сақина биіктігі: а=5 мм;

    жұмыс істеп және бос тұрған жағдайдағы сақина құлыптарының ара қашықтығы арасындағы әртүрлілік:

        А₀=12мм.

    сақина материалы: сұр шойын, Е=1*10⁵ МПа.

   Цилиндр қабырғасына сақинаның орташа қысымы:

;

МПа.

    Жұмыс істеп тұрған жағдайдағы сақинаның иілу кернеуі:

        s_из1=2,61*р_ср*(D/t-1)²;

        s_из1=2,61*0,132*(105/4,2-1)²=198,5 МПа.

    Сақинаны поршеньге кигізген кездегі иілу кернеуі:

         s_из2=

,

мұнда m=1,57 - сақинаны монтаждау әдісіне байланысты коэффициент.

s_из2=

МПа.

Цилиндр қабырғасының айналасындағы әртүрлі нүктелерге түсетін сақина қысымы: p=p_cp∙μ_k_.

μ_kмәні әр түрлі бұрыш ψ үшін 13-кестеде келтірілген.

13-кесте.

y°	0	30	60	90	120	150	180
m_к	1,05	1,05	1,14	0,90	0,45	0,67	2,85
р , МПа	0,1386	0,1386	0,1505	0,1188	0,0594	0,0885	0,3762

   Поршень сақинасының құлпындағы монтаждық кеңістік:

       D_к=D_к’+pD[a_к (Т_к-Т₀)- a_ц (Т_ц-Т₀)],

мұнда D_к’=0,08 мм -қозғалтқыш жұмыс істеп тұрғанда сақина құлпындағы минимальді рұқсат етілген ара қашықтық;

a_к =11*10^-⁶ 1/К и a_ц=11*10^-6 1/К - цилиндр гильзасы мен поршень материалдарының сызықтық ұлғаю коэффициенті; Т_ц=388 К, Т_к=498 К жәнеТ₀=293 К.

         D_к=0,08+3,14*105*[11*10^-6*(498-293)-11*10^-6*(388-293)]=0,4 мм.

5.3 Поршень сауса
қшасын есептеу

   Поршень саусақшасының параметрлерін 50 кесте [1,c.206] бойынша таңдаймыз:

       саусақшаның сыртқы диаметрі: d_п=40 мм;

       саусақшаның ішкі диаметрі: d_в=24 мм;

       саусақша ұзындығы: l_п=104мм;

       шатун сұқпасының ұзындығы: l_ш=32 мм;

       расстояние между торцами бобышек: b=50 мм;

       поршень саусақшасының материалы: ,болат 15Х, Е=2*10⁵ МПа.

   Саусақша ойнамалы (плавающего) типті.

   Әсер етуші максимал қысым: p_z_max=p_Z_д=7,426 МПа .

   Поршень саусақшасына әсер етуші есептемелі күш:

газдық: P_z_max=p_z_max*F_п; P_z_max=7,426*0,00865=0,064235 МН.

Инерциялық: P_j=-m_п*w²*R*(1+l)*10^-6,

мұнда w =p*n_м/30=3,14*880/30=92,11 рад/с;

P_j=-1,73*92,11²*0,060*(1+0,28)=-0,001127 МН.

есептемелі: P=P_z_max+k*P_j,

мұнда k=0,8 - поршень саусақшасының салмағын ескеретін коэффициент.

P=0,064235-0,8*0,001127=0,0633334 МН.

   Шатунның поршеньдік басындағы втулкаға әсер етуші саусақшаның меншікті қысымы:

        q_ш=P/(d_п*l_ш);

q_ш=0,0633334/(0,04*0,032)=49,48 МПа.

   Саусақшаның бобышкаларға түсіретін меншікті қысымы:

        q_б=P/[d_п(l_п-b)];

q_б=0,0633334/[0,04*(0,09-0,05)]=40 МПа.

   Саусақшаның ортаңғы қимасындағы иу кернеуі:

        s_из=

,

мұнда a=d_в/d_п=24/40=0,6 – сақинаның ішкі диаметрінің сыртқы диаметріне қатынасы.

s_из=

МПа.

Шатун басы мен бобышка арасындағы қималардағы кесіндінің түйісу кернеуі:

t=

;

t=

МПа.

Дөңестену кезіндегі саусақшаның горизонталь диаметрін максимальді өсіру:

Dd_{п max}=

;

Dd_{п max}=

мм.

Саусақшаның сыртқы беткейіндегі дөңестеу кернеуі:

Горизонталь жазықтықта (y=0°):

s_{а 0°}=

;

s_{а 0°}

59,24 МПа;

вертикаль жазықтықта (y=90°):

s_{а 90°}

;

s_{а 90°}

=-148,43 МПа.

Саусақшаның ішкі беткейіндегі дөңестеу кернеуі:

Горизонталь жазықтықта ( y=0°):

s_i_0°

;

s_i_0°

=-260,58 МПа.

вертикаль жазықтықта (y=90°):

s_i_90°=

;

s_i_90°

71,23 МПа.
5.4 И
інді білікті есептеу
   Динамикалық есептеу мәндері негізінде мыналар есептелген:

айналушы массалардың центрге тартқыш инерция күші: K_R=-13,5 кН;

кривошип радиусы: R=67.5мм.

   56 кестеде [1,с.247], елтірілген және бар бөлшектердің анализі қатынастарын ескергенде,білік иінінің негізгі өлшемдерін таңдаймыз:

шатун мойынтасы:

   сыртқы диаметрі: d_ш.ш=84 мм;

   ұзындығы: l_ш.ш=42 мм;

түптік мойынтасы:

   сыртқы диаметрі: d_к.ш=96 мм;

   ұзындығы: l_к.ш=52 мм;

беткейдің А-А есептеу қимасы:

   ені: b=144мм;

   қалыңдығы: h=30 мм.

   Білік материалы: Болат 40Х.

    §43 [1,с.197-204] келтірілген қатынастар және 45 кесте [1,с.200] бойынша анықтайтынымыз:

Беріктік шектері: s_в=900 МПа және ағулық s_т=750 МПа ж/е t_Т=450 МПа;

Иілу кезіндегі шаршау шектері s_-₁=410 МПа, созылу-сығылу s_-_1р=300 МПа ж/е илемдену t_-1=240 МПа;

Иілу және илемдену кезіндегі циклді келтіру коэффициенттері:

Иілу: a_s=0,16; илемдену: a_t=0,0ғ.

   (213)-(215) [1,с.198] формулалары бойынша анықтаймыз:

иілу кезіндегі: b_s=s_-1/s_Т=410/750=0,547 және

(b_sa_s)/(1-b_s)=(0,547-0,16)/(1-0,547)=0,8543;

айналу кезінде: b_t=t_-1/t_Т=240/450=0,53 және

(b_t-a_t)/(1-b_t)=(0,53-0,05)/(1-0,53)=1,0213;

созылу ж/е сығылу кезінде: b_s=s_-1р/s_Т=300/750=0,4 және

(b_s-a_s)/(1-b_s)=(0,4-0,16)/(1-0,4)=0,4.

   Беткейдегі меншікті қысым:

шатун мойынталарында:

мұнда R_ш.ш.ср=8125 Н және R_ш.ш.max=11060 Н - шатун мойынтасына орташа және максимальді жүктемелер;

l’_ш.ш.»l _ш.ш.-2r_гал=-2*3=31 мм-шатун вкладышының жұмыстық ұзындығы;   r_гал=3 мм-галтел радиусы.

   Шатун мойынтасының илемділікке қарсыласу моменті:

         W_t_ш.ш=(p/16)*d_ш.ш;

         W_t_ш.ш=(3,14/16)*70³*10^-⁹=67,31375*10^{-6 м3}.

   Шатун мойынтасын иуші моменттер (14-кесте):

         M_T=T’₁*l/2=(0,5*T₁)*(l_ш.ш+l_к.ш+h∙2)

         M_T=(0,5*2863)*(42+60+26∙2)∙10^-3=0,0077∙ T’₁Н∙м;

    Күйенте жазықтығында шатун мойынтасына әсер етуші иуші момент:

         М_Z=Z’_S*l/2+Р_пр*а Н*
м;

         Z’_S=K’_p_к+Р’_пр=(-0,5*K_p_к)-Р_пр

Есепті жеңілдету үшін Р_пр-ді ескермейміз,сонда,

         М_Z=K’_p*l/2 Н*
м;

    Май тесіктерінің осінің жазықтығында әсер етуші иуші момент:

         М_j_м=M_T*sinj_м-М_S*cosj_м, где j_м=68 °.
     14-кесте.

j°	T₁', Н	M_T, Н м*	M_T*sinj_m	K_pк', Н	Z_S', Н	M_Z, Н м*	M_Z*cosj_m	Mj_m, Н м*
0	0	0	0	13706	13706	1398,762	524	-524
30	2863	220,451	204,4	11595	11595	1236,215	463,1	-258,7
60	1636	125,972	116,8	8419	8419	991,663	371,5	-254,7
90	-1636	-125,972	-116,8	8323	8323	984,71	368,7	-485,5
120	-1249	-96,173	-89,17	10011	10011	1114,247	417,4	-506,6
150	-2118	-163,086	-151,21	10981	10981	1188,937	445,4	-596,6
180	0	0	0	11143	11143	1201,411	450,06	-450,06
210	390	30,03	27,843	10981	10981	1188,937	445,4	-417,54
240	2118	163,086	151,21	10011	10011	1114,247	417,4	-266,2
270	1333	102,641	95,167	8349	8349	986,273	369,5	-274,3
300	-1244	-95,788	-88,813	8309	8309	983,193	368,3	-457,12
330	-1767	-136,059	-126,152	10200	10200	1128,8	422,86	-549
360	0	0	0	9156	9156	1048,412	392,74	-392,74
390	-2264	-174,328	-161,634	5080	5080	734,56	275,17	-436,8
420	-1600	-123,2	-114,23	7502	7502	921,054	345	-459,26
450	-3004	-231,308	-214,465	8841	8841	1024,157	383,65	-598,12
480	-2940	-228,38	-209,9	10811	10811	1175,847	440,48	-650,37
510	-1478	-113,806	-105,52	11642	11642	1239,834	464,45	-570
540	0	0	0	11537	11537	1231,749	461,42	-461,42
570	1249	96,173	89,17	11072	11072	1195,944	448	-358,84
600	2176	167,552	155,35	10069	10069	1118,713	419,08	-263,72
630	1328	102,256	94,81	8347	8347	986,119	369,4	-274,6
660	-1600	-123,2	-114,23	8397	8397	989,969	370,85	-485,08
690	-2816	-216,832	-201,043	11530	11530	1231,21	461,22	-662,26
720	0	0	0	13706	13706	1398,762	524	-524

   Шатун мойынтасының ассиметриялы циклінің максималь және минималь нормаль кернеулері:

         s_max= М_j_max/W_s_ш.ш=-254,684/33,657=-7,567 МПа;

         s_min= М_j_min/W_s_ш.ш=-662,263/33,657=-19,677 МПа,

мұнда W_s_ш.ш=0,5*W_t_ш.ш=0,5*67,31375*10^-6=33,657*10^{-6 м3}.

   Кернеулер амплитудасы және орташа кернеу:

         s_m=(s_max+s_min)/2=(-7,567-19,677)/2=-13,622 МПа;

         s_a=(s_max-s_min)/2= (-7,567-19,677)/2=12,11 МПа;

         s_a_к=s_а*k_s/(e_м_s*e_п_s)=12,11*1,7/(0,7*2)=14,705 МПа,

   Нормаль кернеулерден шатун мойынтасының беріктік қорын,шаршау шегі бойынша (s_m<0) анықтаймыз:

         n_s=s_-1/(s_a_к+a_s*s_m);

         n_s=410/(14,705+0,16*(-13,622))=32,7333

   Шатун мойынтасының жалпы беріктік қоры:

         n_ш.ш= n_s*n_t/Ö( n_s²+n_t²),

                         5.5 Суыту жүйесінің элементтерін есептеу

Қозғалтқыштан ауамен суыту арқылы шығарылған жылу мөлшері    (Дж/с), мына теңдікпен анықталады: Q_ауа=Т_ауа*С_ауа*( Т_ш.ауа- Т_к.ауа)

          Есептеулерде цилиндр қабырғаларынан жылудың Q_ауа жалпы мөлшері 25-40% , қалған бөлігі қозғалтқыштың бастиегінен қабылданады. Желдеткіштен берілетін суытатын ауа мөлшері қозғалтқыштан шығарылатын жылудың Q_ауажалпы мөлшерінен анықталады:

     Т_ауа= Q_ауа/( С_ауа*( ( Т_ш.ауа- Т_к.ауа))

     Т_ауа=48617,47/(1000*(363-293))=69,45 кг/с

   Цилиндр қабырғаларының суытылу беті:

      F_цил=Q_цил/((К_в*(Т_ш.цил-Т_к.цил))

    Q_цил – Қозғалтқыштан ауамен үрлеу арқылы шығарылған жылу мөлшері (Дж/с)

     К_В –цилиндр бетінің жылу беру коэффициенті,

     Т_ш.цил – цилиндр қабырғаларының негізіндегі орташа температура

     К_В=1,37(1+0,0075Т_ср)(w_в/0,278)^0,73

     Т_ср –үрлеуші ауа мен қабырғалардың орташа арифметикалық температурасы,

      w_в–қабырға аралық кеңістіктегі ауаның жылдамдығы, D=75-125 мм болғанда, w_в=20-50 м/с.

     Цилиндр бастиегінің қабырғаларының суытылу беті:

      F_б=Q_б/(К_В(Т_{цил б} - Т_цил.ш)

     Q_б –цилиндр бастиегінен ауамен шығарылған жылу мөлшері,

     Т_цил.ш –бастиек қабырғаларының негізіндегі орташа температура.

Қорытынды

Жасалған жұмыс нәтижесінде қозғалтқыштың жұмыс цикліндегі индикаторлық параметрлері есептелді, есептеулер нәтижесінде жылулық сипаттамаларының индикаторлық диаграммалары құрылды.

Динамикалық көрсеткіштерді есептеу поршендердің өлшемдерін, атап айтқанда оның диаметрі мен жүрісін, күйенте радиусын анықтады, құрамдас күштердің графиктері тұрғызылды, сонымен бірге тангенциалды суммарлы күштер мен әсер етуші суммарлы айналмалы моменттердің графиктері тұрғызылды.

Бұл курстық жұмысты біз өзімізге берілген әдістеменің тапсырмасына сәйкес берілген мәліметтерді пайдалана отырып, іштен жанатын қозғалтқышты есептедік.

Онда біз өзімізге берілген қозғалтқыштың әр түрлі процестерінің температураларын, қысымдарын анықтауды жүргіздік. Сонымен қатар қозғалтқыштың тиімділік көрсеткіштер мен қоса оның сыртқы жылдамдық сипаттамасын анықтады.

Осы есептеулерді жүргізу әдістемесі бізге келешекте мамандығымызға сәйкес өзіміздің біліктілігімізді жоғарлатуға көп көмегін тигізеді.

Bukvasha