Помощь студентам в учебе
Исследование кинематики кривошипно-шатунного механизма W-образного двигателя с прицепными шатунами
|
Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО
МЕХАНИЗМА W ОБРАЗНОГО ДВИГАТЕЛЯ VAG 11
1.1 Концепция кривошипно-шатунного механизма W-образного
двигателя VAG 13
1.2 Кинематическая схема кривошипно-шатунного механизма W-
образного двигателя VAG 15
2. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО
МЕХАНИЗМА W ОБРАЗНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ПРИЦЕПНЫМИ ШАТУНАМИ 22
2.1 Кинематический расчет кривошипно-шатунного механизма W-
образного двигателя с прицепными шатунами 25
3. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА ЦЕНТРАЛЬНОГО КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА W ОБРАЗНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ПРИЦЕПНЫМИ ШАТУНАМИ 33
3.1 Кинематический расчет центрального кривошипно-шатунного
механизма W-образного двигателя с прицепными шатунами 34
4. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО
МЕХАНИЗМА W-ОБРАЗНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ПРИЦЕПНЫМИ ШАТУНАМИ И ОДИНАКОВЫМ ХОДОМ ПОРШНЕЙ 42
4.1 Кинематический расчет центрального кривошипно-шатунного
механизма W-образного двигателя с прицепными шатунами и одинаковым ходом поршней 42
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 51
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 53
ВВЕДЕНИЕ 8
1. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО
МЕХАНИЗМА W ОБРАЗНОГО ДВИГАТЕЛЯ VAG 11
1.1 Концепция кривошипно-шатунного механизма W-образного
двигателя VAG 13
1.2 Кинематическая схема кривошипно-шатунного механизма W-
образного двигателя VAG 15
2. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО
МЕХАНИЗМА W ОБРАЗНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ПРИЦЕПНЫМИ ШАТУНАМИ 22
2.1 Кинематический расчет кривошипно-шатунного механизма W-
образного двигателя с прицепными шатунами 25
3. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА ЦЕНТРАЛЬНОГО КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА W ОБРАЗНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ПРИЦЕПНЫМИ ШАТУНАМИ 33
3.1 Кинематический расчет центрального кривошипно-шатунного
механизма W-образного двигателя с прицепными шатунами 34
4. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО
МЕХАНИЗМА W-ОБРАЗНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ПРИЦЕПНЫМИ ШАТУНАМИ И ОДИНАКОВЫМ ХОДОМ ПОРШНЕЙ 42
4.1 Кинематический расчет центрального кривошипно-шатунного
механизма W-образного двигателя с прицепными шатунами и одинаковым ходом поршней 42
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 51
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 53
При изучении кинематики кривошипно-шатунного механизма важно учитывать факторы, которые отличают модель от реальности. В теории предполагают, что коленчатый вал двигателя вращается равномерно, без учитывания изменений угловой скорости из-за неравномерности крутящего момента. Однако, в реальных условиях угловая скорость может быть переменной, что влияет на движение элементов механизма. При кинематическом анализе кривошипно-шатунного механизма необходимо установить законы движения поршня, шатуна и других звеньев. В качестве исходного положения обычно принимают верхнюю мертвую точку поршня и направление вращения коленчатого вала по часовой стрелке. Это позволяет определить характеристики движения и установить аналитические зависимости. Важными точками для анализа являются ось поршневого пальца, совершающая поступательное движение вдоль оси цилиндра вместе с поршнем, а также ось шатунной шейки, вращающаяся вокруг оси коленчатого вала. Эти точки позволяют определить основные параметры движения и построить необходимые зависимости для дальнейшего анализа кинематики механизма.
Одним из ключевых моментов при анализе кривошипно-шатунного механизма является определение законов движения поршня и шатуна. Для этого важно учитывать не только поведение элементов механизма при вращении коленчатого вала, но и их взаимосвязь во время движения. Поршень с кривошипом и шатуном образуют сложную систему, в которой каждый элемент влияет на движение других. Анализируя характеристики движения поршня и шатуна, мы можем определить максимальные и минимальные значения скорости и ускорения, положения верхних и нижних точек, а также другие параметры, необходимые для оценки работы механизма. При проведении кинематического анализа кривошипно-шатунного механизма также важно учитывать факторы, такие как рассогласования и зазоры в соединениях элементов, которые могут влиять на точность и стабильность движениямеханизма. Изучение кинематики кривошипно-шатунного механизма позволяет не только понять принцип его работы, но и оптимизировать его параметры для повышения эффективности и снижения износа деталей. В дополнение, анализ кинематики помогает разработчикам и инженерам улучшить проектирование механизмов и увеличить их производительность.
Работы, по анализу характера периодических и случайных нагружений W- двигателей представляются в достаточной мере актуальными. Двигатели W конструкции довольно часто используются в автомобильной промышленности. К автомобилям с двигателем W относятся автомобили VAG, такие как: Spyker C12 Zagato, Audi Avus quattro, Bentley Bentayga, Bugatti Divo, а также многие другие, менее известные автомобили. Концепция W двигателя представлена в программе The W Engine Concept (Self-Study Program Course Number 821203), которая описывает механические компоненты и их функции в двигателях семейства W. В статье Ramchandani N. Difference Between Inline, V And W- Engines. объясняются основные отличия между возможными типами расположения цилиндров (R, V, VR и W) в автомобильных двигателях. [12]
Разработка компактных и эффективных двигателей с желаемыми техническими параметрами является важным направлением в современном машиностроении, особенно для специальных двигателей. Понимание массогабаритных показателей и их влияние на проектирование поршневых двигателей очень важно для достижения оптимальных результатов. Конструкция W-образного двигателя с прицепными шатунами представляет собой интересное решение, которое может обеспечить необходимые характеристики при соблюдении компактности и эффективности. Габариты и масса такого двигателя зависят от множества факторов, включая общую компоновку, конструктивные особенности, размеры остова, расположение основных узлов и вспомогательных агрегатов. При разработке конструкции такого двигателя важно учитывать геометрические параметры, такие как расположение главных деталей в пространстве и взаимосвязь между ними. Оптимальное размещение осей и компонентов позволяет снизить габариты и массу двигателя, обеспечивая при этом необходимую функциональность и производительность. Такой подход к проектированию позволяет создавать эффективные и современные двигатели, отвечающие требованиям современной индустрии и обеспечивающие высокую надежность и экономичность в эксплуатации. Внимательный анализ геометрических особенностей и конструктивных решений позволяет оптимизировать процесс разработки и получить идеальное сочетание массогабаритных, мощностных и
трибомеханических характеристик двигателя.
Целью выпускной квалификационной работы является исследование кинематики кривошипно-шатунного механизма W-образного двигателя с прицепными шатунами и одинаковым ходом.
Поставленная цель реализуется путем выполнения следующих задач:
1. Изучить кинематические схемы исследуемых кривошипно¬
шатунных механизмов W-образного двигателя;
2. Провести кинематические расчеты;
3. Выполнить графическое моделирование кинематических схем
кривошипно-шатунных механизмов W-образного двигателя;
4. Оценить достоинства и недостатки кинематических схем
кривошипно-шатунных механизмов W-образного двигателя
Одним из ключевых моментов при анализе кривошипно-шатунного механизма является определение законов движения поршня и шатуна. Для этого важно учитывать не только поведение элементов механизма при вращении коленчатого вала, но и их взаимосвязь во время движения. Поршень с кривошипом и шатуном образуют сложную систему, в которой каждый элемент влияет на движение других. Анализируя характеристики движения поршня и шатуна, мы можем определить максимальные и минимальные значения скорости и ускорения, положения верхних и нижних точек, а также другие параметры, необходимые для оценки работы механизма. При проведении кинематического анализа кривошипно-шатунного механизма также важно учитывать факторы, такие как рассогласования и зазоры в соединениях элементов, которые могут влиять на точность и стабильность движениямеханизма. Изучение кинематики кривошипно-шатунного механизма позволяет не только понять принцип его работы, но и оптимизировать его параметры для повышения эффективности и снижения износа деталей. В дополнение, анализ кинематики помогает разработчикам и инженерам улучшить проектирование механизмов и увеличить их производительность.
Работы, по анализу характера периодических и случайных нагружений W- двигателей представляются в достаточной мере актуальными. Двигатели W конструкции довольно часто используются в автомобильной промышленности. К автомобилям с двигателем W относятся автомобили VAG, такие как: Spyker C12 Zagato, Audi Avus quattro, Bentley Bentayga, Bugatti Divo, а также многие другие, менее известные автомобили. Концепция W двигателя представлена в программе The W Engine Concept (Self-Study Program Course Number 821203), которая описывает механические компоненты и их функции в двигателях семейства W. В статье Ramchandani N. Difference Between Inline, V And W- Engines. объясняются основные отличия между возможными типами расположения цилиндров (R, V, VR и W) в автомобильных двигателях. [12]
Разработка компактных и эффективных двигателей с желаемыми техническими параметрами является важным направлением в современном машиностроении, особенно для специальных двигателей. Понимание массогабаритных показателей и их влияние на проектирование поршневых двигателей очень важно для достижения оптимальных результатов. Конструкция W-образного двигателя с прицепными шатунами представляет собой интересное решение, которое может обеспечить необходимые характеристики при соблюдении компактности и эффективности. Габариты и масса такого двигателя зависят от множества факторов, включая общую компоновку, конструктивные особенности, размеры остова, расположение основных узлов и вспомогательных агрегатов. При разработке конструкции такого двигателя важно учитывать геометрические параметры, такие как расположение главных деталей в пространстве и взаимосвязь между ними. Оптимальное размещение осей и компонентов позволяет снизить габариты и массу двигателя, обеспечивая при этом необходимую функциональность и производительность. Такой подход к проектированию позволяет создавать эффективные и современные двигатели, отвечающие требованиям современной индустрии и обеспечивающие высокую надежность и экономичность в эксплуатации. Внимательный анализ геометрических особенностей и конструктивных решений позволяет оптимизировать процесс разработки и получить идеальное сочетание массогабаритных, мощностных и
трибомеханических характеристик двигателя.
Целью выпускной квалификационной работы является исследование кинематики кривошипно-шатунного механизма W-образного двигателя с прицепными шатунами и одинаковым ходом.
Поставленная цель реализуется путем выполнения следующих задач:
1. Изучить кинематические схемы исследуемых кривошипно¬
шатунных механизмов W-образного двигателя;
2. Провести кинематические расчеты;
3. Выполнить графическое моделирование кинематических схем
кривошипно-шатунных механизмов W-образного двигателя;
4. Оценить достоинства и недостатки кинематических схем
кривошипно-шатунных механизмов W-образного двигателя
Исходи из полученных данных можно сделать следующие выводы:
1. Кинематическая схема кривошипно-шатунного механизма W- образного двигателя VAG имеет дезаксаж, ось цилиндра не пересекает ось коленчатого вала, а смещена от нее. Имеет меньшую скорость поршня в близи верхней мертвой точки, благодаря чему улучшается процесс сгорания. Такой механизм увеличивает рабочий объем цилиндра и улучшает его наполняемость. Коленвал в таком двигателе имеет раздвоенную шатунную шейку, что приводит к сложности и дороговизне его производства.
2. Кинематическая схема кривошипно-шатунного механизма W- образного двигателя с прицепными шатунами имеет такие же положительные и отрицательные качества, как и у кривошипно-шатунного механизма W-образного двигателя VAG, но имеет меньший по длине коленный вал за счет уменьшения количества коренных и шатунных шеек при одинаковой размерности. Надо отметить, что жесткость кривошипной головки шатуна получается высокой в отличии от раздвоенной УЛОовской, что положительно сказывается на работе соединения шатун-коленчатый вал.
3. Кинематическая схема центрального кривошипно-шатунного механизма W-образного двигателя с прицепными шатунами, где оси цилиндров пересекают ось коленчатого вала. Эта особенность обеспечивает определенную последовательность движения поршней в цилиндрах каждого ряда двигателя и нахождение каждого поршня в вмт и зависит от угла развала цилиндров.
4. Кинематическая схема кривошипно-шатунного механизма W- образного двигателя с прицепными шатунами и одинаковым ходом поршней. Одинаковый ход поршней обеспечен равенством угла между развалом цилиндров и угол между осью главного шатуна и плоскостью, проведенной через ось подшипника кривошипной головки главного шатуна и ось пальца прицепного шатуна. шатуна и плоскостью, проведенной через ось
подшипника кривошипной головки главного шатуна и ось пальца прицепного шатуна.
Актуальность работы характеризуется повышением технического уровня
двигателя, в частности снижением механических потерь.
1. Кинематическая схема кривошипно-шатунного механизма W- образного двигателя VAG имеет дезаксаж, ось цилиндра не пересекает ось коленчатого вала, а смещена от нее. Имеет меньшую скорость поршня в близи верхней мертвой точки, благодаря чему улучшается процесс сгорания. Такой механизм увеличивает рабочий объем цилиндра и улучшает его наполняемость. Коленвал в таком двигателе имеет раздвоенную шатунную шейку, что приводит к сложности и дороговизне его производства.
2. Кинематическая схема кривошипно-шатунного механизма W- образного двигателя с прицепными шатунами имеет такие же положительные и отрицательные качества, как и у кривошипно-шатунного механизма W-образного двигателя VAG, но имеет меньший по длине коленный вал за счет уменьшения количества коренных и шатунных шеек при одинаковой размерности. Надо отметить, что жесткость кривошипной головки шатуна получается высокой в отличии от раздвоенной УЛОовской, что положительно сказывается на работе соединения шатун-коленчатый вал.
3. Кинематическая схема центрального кривошипно-шатунного механизма W-образного двигателя с прицепными шатунами, где оси цилиндров пересекают ось коленчатого вала. Эта особенность обеспечивает определенную последовательность движения поршней в цилиндрах каждого ряда двигателя и нахождение каждого поршня в вмт и зависит от угла развала цилиндров.
4. Кинематическая схема кривошипно-шатунного механизма W- образного двигателя с прицепными шатунами и одинаковым ходом поршней. Одинаковый ход поршней обеспечен равенством угла между развалом цилиндров и угол между осью главного шатуна и плоскостью, проведенной через ось подшипника кривошипной головки главного шатуна и ось пальца прицепного шатуна. шатуна и плоскостью, проведенной через ось
подшипника кривошипной головки главного шатуна и ось пальца прицепного шатуна.
Актуальность работы характеризуется повышением технического уровня
двигателя, в частности снижением механических потерь.
