Айнымалы бұлғақты механизмдерге техникалық қызмет көрсету және ағымды жөндеу ерекшеліктері

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 22 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... 3
1 тарау. Іштен жанатын поршеньді қозғалтқыштар механизмдерінің кинематикасы
мен динамикасы
1.1. Айнымалы-бұлғақты механизмнің кинематикасы ... ... ... ... ... ... ... ..5
1.2. Айнымалы-бұлғақты механизмнің динамикасы ... ... ... ... ... ... ... ...10
2 тарау.Айнымалы бұлғақты механизмдерге техникалық қызмет көрсету және
ағымды жөндеу
2.1. Айналшақты-бұлғақты механизм (АБМ) АБМ-нің қызметі ... ... ... ... .18
2.2. Гидромеханикалық трансмиссиямен жабдықталған автомобиль динамикасының
ерекшеліктері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .22
3 тарау. Қауіпсіздік ережелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...24
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ...25
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..27
Кіріспе

Курстық жұмыстың өзектілігі: Қазіргі таңдағы автомобильдер мен
тракторларда іштен жанатын поршеньді қозғалтқыштар қолданылады. Мұндай
қозғалтқыштарда отын қозғалтқыш ішінде жанып, жанған газдың қысымы көбейеді
де, қозғалтқыштың қозғалатын бөлшегін, яғни поршеньді итеріп жұмыс
атқарады. Осындай қозғалтқыштар көбінесе поршень арқылы жасалады. Газ
қысымы арқылы қозғалатын поршеньді итеріп, оның қозғалысы басқа механизмдер
арқылы сыртқы бөліктерге механикалық энергия түрінде беріледі. Бұдан басқа
іштен жанатын қозғалтқыштардың роторлы түрі де болады. Яғни мұнда газ
қысымы арнаулы роторға орналасқан қалақшаға беріледі де оны айналмалы
қозғалысқа келтіреді. Бірақ роторлы қозғалтқыштар әлі де жетілдіруді қажет
ететіндіктен, қазіргі таңдағы автомобильдерде онша қолдау таба алған жоқ.
Іштен жанатын қозғалтқыштардағы айнымалы-бұлғақты механизм өте күрделі
жағдайда жұмыс атқарады. Оның бөлшектеріне түсетін күштер шамаларын да,
бағыттарын да үнемі өзгертіп отырады.
Сонымен, түрлі қозғалтқыштар ішінен, іштен жанатын поршеньді
қозғалтқыштар автомобильдерде кең қолданыс тапңан. Олай болса, осы оқу
құралында сондай қозғалтқыштардың теориялық принциптері келтіріледі, ал
қозғалтқыштардың басқа түрлері туралы арнаулы әдебиеттерден танысуға
болады. Қозғалтқыш, мына негізгі бөліктерден тұрады: айналшық - бұлғақ
механизмдерден (піспектен, бұлғақ, иілмелі біліктен және сермерден);
қозғалтқыш корпусынан (ірге тас рамасы подшипнигімен, картерден, цилиндірлі
блок толкесімен және цилиндірлік қақпақпен); газ бөліп таратушы механизмнен
(бөліп таратқыш біліктен, шестернадан, қақпақшадан, көлдектен, итерушіден
және басқалары); қоректендіруші жүйелерден, (отын бактарынан, сүзгіштерден,
отын сұйық сорғыштарынан, бүріккіштерінен, карбюратордан, отын
жүргізгіштерден және басқаларынан); майлаушы жүйелерден және салқындатқыш
және қосымша құрылғылардан. Піспек - қозғалтқыштың, ең жауапты торабы. Ол,
едәуір механикалық және жылулық жүктемеге ұшырайды, сондықтан, жанушы
камераны мұқият нығыздауы тиіс және оның табанынан жылуды алып кетуін
қамтамасыз етуі керек. Піспекке, газ күшінің әрекеті, бұлғақ мен иілмелі
білікке беріледі.
Айнымалы бұлғақты механизмнің бөлшектеріне жұмыс кезінде әр түрлі
сыртқы күштер әсер етеді. Олардың негізгілеріне газ қысымының күші,
айнымалы қозғалыстың әсерінен инерция күштері, өзара қозғалысқа келетін
бөлшектердің аралығындағы үйкеліс күштері және т.с.с. күштер жатады.
Курстық жұмыстың мақсаты: Айнымалы бұлғақты механизмдерге техникалық
қызмет көрсету және ағымды жөндеу ерекшеліктерімен танысу.
Курстық жұмыстың міндеті:
✓ Айнымалы бұлғақты механизмдерге техникалық қызмет көрсету және
ағымды жөндеу туралы түсінік беру;
✓ Айнымалы-бұлғақты механизмнің кинематикасы және йнымалы-
бұлғақты механизмнің динамикасы туралы мағлұмат беру.
✓ Қауіпсіздік ережелерімен таныстыру.

1 тарау. Іштен жанатын поршеньді қозғалтқыштар механизмдерінің кинематикасы
мен динамикасы
1.1. Айнымалы бұлғақты механизмнің кинематикасы

Іштен жанатын қозғалтқыштардағы айнымалы-бұлғақты механизм өте күрделі
жағдайда жұмыс атқарады. Оның бөлшектеріне түсетін күштер шамаларын да,
бағыттарын да үнемі өзгертіп отырады. Соның салдарынан механизм
бөлшектерінде сырттан түсетін күштерден басқа әр түрлі бағытта әсер ететін
инерция күштері пайда болады. Ондай күштер қозғалтқышта жұмыс істеп беретін
негізгі газдың қысым күштеріне өз әсерлерін тигізеді. Ал сол өсерлердің
пайдалы немесе зиянды екендігі тек оларды зерттеп білгеннен кейін ғана
анықталатын мәселелер. Сондай әсерлерге душар ететін күштердің туындау және
өзгеру заңдылықтары сол күш туатын бөлшектердің жылжу заңдылығына тәуелді
екендігі белгілі. Олай болса алдымен міндетті түрде айнымалы-бұлғақты
механизмнің кинематикасы зерттелу керек.
Іштен жанатын поршеньді қозғалтқыштың айнымалы-бұлғақты механизмінің
(АБМ) жұмыс сызбасы 1-суретте көрсетілген. Жалпы осы мақсат үшін
қолданылатын АБМ-нің екі түрі болады. Олардың бір-бірінен айырмашылығы
цилиндр осі мен айнымалы біліктің осьтерінің өзара орналасуында. Егер
цилиндр осі мен айнымалы білік осі бір тузудің бойында орналасса, онда
мұндай механизм дезаксиалсыз механизм деп аталады, ал керісінше сол екі
осьтің аралығында алшаңтық болса, онда дезаксиалды механизм болады. 1-
суретте дезаксиалсыз механизм көрсетілген. Себебі осыңдай АБМ қазіргі
қозғалтқыштарда көп таралған.
АБМ-тің кинематикасын талдау үшін суретте мынандай белгілеулер
қолданылған. — айнымалы біліктің айналу жылдамдығы, оның мәні мен
бағыты тұрақты деп қабылдаймыз. Осыған қосымша айнымалы білік әрқашанда
сағат тілінің бағытымен айналады деп есептейміз. - айнымалы біліктің
иінінің бұрылу бұрышы. Оның ең алғашқы мәніне, яғни мәнін, поршеньнің
ЖШН-де тұрған кезін қабылдаймыз. Сонда ол бұрыштың бірінші туындысы
айнымалы біліктің айналу жылдамдығы болмақ, яғни . Поршеньнің ең үлкен
жолының ұзындығы S әрпімен белгіленді, ал оның уақыттың кез келген
кезіндегі ағынды мәндері Sп - болып белгіленген. Оның да бірінші туындысы
поршеньнің қозғалыс жылдамдығы болады, яғни . Ал жолдың ең үлкен мәні
болады. Мұндағы r айнымалы білік иінінің радиусы. Осыған ұқсас
бұлғақтың ұзындығы l-деп белгіленген. Айнымалы-бұлғақты механизмнің осы екі
геометриялық тұрақты өлшемдерінің қатынасы өлшемсіз қатынас болады.
Сонда . Механизм кинематикасын талдау үшін тағы да бір қажетті
көрсеткіш ол бұлғақтың цилиндр осінен бұрылу бұрышы. Бұл бұрыштың мәні
жоғарыдағы айтылған кинематикалық көрсеткіштерге байланысты өзгеріп
отырады.
Айнымалы-бұлғақты механизмнің цилиндр ішінде жүретін процестерге
әсерін тигізетін негізгі кинематикалық көрсеткіштеріне поршеньнің жүріс
жолын, жылдамдығын және үдеуін жатқызуға болады. Себебі осы көрсеткіштерге
байланысты қозғалтқыштың жұмыс процестері әр түрлі болуы мүмкін. Енді
төменде сол кинематикалық көрсеткіштерді есептеу жолдарын қарастырамыз.

1-сурет. Іштен жанатын поршеньді қозғалтқыштың айнымалы бұлғақты
механизмінің кинематикалық сызбасы

Поршеньнің жүру жолы. Поршеньнің жүріс жолының ең үлкен мәні оның
жоғарғы және төменгі шекті нүктелерінің арақашықтығына тең болады, яғни
АА’’ - нүктелерінің аралығы (1-сурет). Бірақ бұл қашықтықты поршень жүріп
өткен кезде айнымалы біліктің айналу бұрышына () байланысты әр түрлі
жылдамдықпен жүріп өтеді, яғни оның уақытқа байланысты ағынды мәндері
тұрақты болмайды. Сондықтан да оның ағынды мәндерін суреттегі сызбадан
мынандай өрнекпен анықтауға болады:

Сонымен поршеньнің жүріс жолының ағынды мәндері екі бұрышқа бірдей
тәуелді екен. Ал есептеуге оңай болуы үшін сол бұрыштардың бір-
біріне тәуелді заңдылығын анықтап, орнына қойсаң, сонда бір ғана бұрышқа
тәуелді жолмен -мәндерін таба аламыз.
Мұндағы , ал . Сонда, ал жақшаның ішіндегі мүшені
Ньютонның қатарына жіктеп, соның екі мүшесімен ғана шектелсек, онда:

ал
екендігін ескеріп, поршень жүріс жолының ағымды мәндерінің өрнегін жазамыз,
сонда:

Сонымен поршеньнің жүріс жолының ағынды мәндерін есептейтін формула
тек айнымалы біліктің бұрылу бұрышына ғана тәуелді жолмен есептеуге
мүмкіндік береді және осы формуламен есептелген мәндері арқылы тұрғызылған
график 2-суретте көрсетілген.

2-сурет. Поршень жолының (S), жылдамдығы (Vn) үдеуінің (jn) иінді
біліктің
бұрылу бұрышына тәуелді өзгеру графигі

Поршень жылдамдығы. Жоғарыда айтылғандай поршень жылдамдығы оның жүріс
жолының бірінші туындысы болады. Олай болса табылған поршеньнің жүріс
жолының ағынды мәндерінің бірінші туындысын анықтаймыз, сонда:

Мұндағы - айнымалы біліктің айналу жылдамдығы.
Осы формуламен есептелген поршень жылдамдығының графигі де сол 1.6-
суретте көрсетілген. Сол графикке жүгінсек, оның жылдамдығы поршеньнің
шекті нүктелерінде нөлге тең болатынын көреміз. Ал ең жоғарғы жылдамдық
жүріс жолының ортасынан ауытқып кетеді екен. Оның -қатынасымен түсіндіруге
болады.
Көбінесе қозғалтқыштарды салыстыру мақсатымен поршень жылдамдығының
орташа мәнін мына өрнек бойынша есептейді:

Бұл жылдамдық көп болған сайын поршеньнің тозығы да көп болады.
Сондықтан да қазіргі қолданылып жүрген қозғалтқыштардағы поршеньнің орташа
жылдамдығы шамамен 8-15 мсек. болады.
Поршень үдеуі. Бұл көрсеткіш жылдамдықтың бірінші немесе жолдың екінші
туындысы болады. Олай болса:

Мұның да графигі есептелген жолмен тұрғызылып, 1.6-суретте
көрсетілген. Сол графикке көңіл аударсақ, үдеудің үлкен мәндері поршень
жылдамдығы нөлге тең болған кезіне сәйкес, ал сол жылдамдықтың ең үлкен
мәнінде үдеу нөлге теңеседі. Себебі бұл кезде поршень жүріс бағытын
өзгертерде тоқтайды да үдеу ең үлкен мәніне жетеді, ал поршень жылдамдығы
ең үлкен мәніне жеткен кезде үдеу нөлге теңесетін себебі - одан әрі қарай
ол өзінің таңбасын өзгертеді.
Айнымалы-бұлғақты механизмнің негізгі бөлшектеріне поршеньді, айнымалы
білікті және бұлғақты жатқызуға болады. Мұндағы айнымалы білік айналмалы,
поршень түзу сызықты ілгері-кейінді қозғалыстар жасаса бұлғақ өте күрделі
қозғалысқа душар болады. Себебі оның жоғарғы басы поршеньмен бірге түзу
сызықты, ал төменгі басы айнымалы білікпен бірге айналмалы қозғалыс
жасайды. Сондықтан да оның денесі күрделі қозғалыс жасауға мәжбүр болады.
Солай бола тұрса да оның қозғалысының кинематикасын жеке талдаудың қажеті
болмайды. Өйткені, оның массасын шартты түрде екі массаға бөліп, әрқайсысын
өзінің жалғасып тұрған бөлшектерімен бір деп қарастыруға болады. Олай
болса, бұлғақтың жоғарғы басының қозғалысын поршеньмен бірге, ал төменгі
басын айнымалы білікпен бірге қарастырамыз.
1.2. Айнымалы-бұлғақты механизмнің динамикасы

Айнымалы-бұлғақты механизмнің бөлшектеріне жұмыс кезінде әр түрлі
сыртқы күштер әсер етеді. Олардың негізгілеріне газ қысымының күші,
айнымалы қозғалыстың әсерінен инерция күштері, өзара қозғалысқа келетін
бөлшектердің аралығындағы үйкеліс күштері және т.с.с. күштер жатады. Бұл
күштердің барлығының да шамалары мен бағыттары айнымалы болады. Себебі,
жоғарыда осы механизмнің кинематикасын қарағанда анықтағанымыздай, сол
күштерді тудыратын қозғалыстардың жолы, жылдамдығы және үдеуі де айнымалы.
Оның үстіне бұл көрсеткіштердің барлығы дерлік айнымалы біліктің айналу
бұрышына тәуелді екендігін жоғарыда дәлелдегенбіз. Олай болса, анықтағалы
отырған күштер де осы бұрышқа байланысты анықалуы тиіс. Енді төменде сол
күштерді анықтау жолдарына тоқталамыз.
Газ қысымының күші. Бұл күш цилиндр ішіндегі қоршаған бөлшектердің
барлығына - олардың аудандарына сәйкес таралады. Сол бөлшектердің ішіне
түскен күштен қозғала алатын поршень ғана, ал басқалары күш түскенімен
қозғалыс жасай алмайды. Сондықтан да бізге қажетті күшке осы поршеньге
түсетін күш қана жатады. Ол күштің мөлшері газ қысымы мен поршеньнің
ауданына байланысты. Жалпы жағдайда поршеньге түсетін газ қысымының күшін
мына формуламен анықтауға болады:

мұндағы: - поршеньге түсетін газ қысымының күші
Ғп - поршеньнің ауданы;
р1 — цилиндр ішіндегі газ қысымы.
Осы формулаға жүгінетін болсақ, газ қысымының поршеньге түсіретін күші
(Рг) тікелей оның қысымына (р1) тәуелді болады екен. Себебі ондағы поршень
ауданы (Ғ ) тұрақты шама. Сонымен, Рг - күшін анықтау үшін р1 -қысымды
анықтасақ болғаны, ал ол қысымды жоғарыда цилиндр ішінде жүретін
процестерді қарағанда оның мәндерін әрбір кезеңге жеке-жеке анықтап,
солардың нәтижесі бойынша индикаторлық диаграмма тұрғызғанбыз. Ендеше сол
диаграммадағы газдың индикаторлың қысымының мәндерін пайдалана отырып іздеп
отырған күшті табамыз. Ол үшін диаграммадағы көлемді айнымалы біліктің
айналу бұрышына тәуелді түрде бірнеше бөлікке бөлеміз де индикаторлық
диаграмманы айнымалы біліктің екі айналысына, яғни, -қа жазып
саламыз. Себебі төрт тактілі қозғалтқыштағы бір жұмыс айналымы айнымалы
біліктің екі айналысында аяқталады.
Осылайша бұрыштың () әрбір мәндеріне (көбінесе әрбір он градусқа
бөледі) тиісті индикаторлық газ қысымын анықтап, оны поршень ауданына
көбейте отырып Рг -күшін есептейміз. Сол есеп бойынша салынған газ қысымы
күшінің графигі 3, а-суретте көрсетілген. (Графикте бұрышының
өзгерісі 30°-қа тең). Мұндағы - бұрышының әрбір 180°-ы цилиндр
ішіндегі бір процеске сәйкес келеді, яғни сору, сығылу, ұлғаю және шығару
процестері.
Инерция күші. Инерция күші айнымалы-бұлғақты механизм бөлшектерінің
қозғалыс сипатына, атап айтқанда үдеудің сипатына тәуелді болады. Ал бұл
механизмдегі бөлшектерде екі түрлі үдеу пайда болады: оның біріншісі түзу
сызықты, ал екіншісі айналмалы қозғалыстардың үдеулері. Осыларға сәйкес
бөлшектердегі инерция күштері де осы екі қозғалыстың түрлеріне байланысты
түзу сызықты қозғалатын және айналатын бөлшектердің инерция күштері болып
бөлінеді. Бірақ бұл күштер өздігінен жеке түрде әсер ете алмайды. Себебі
онымен жалғасқан бөлшектердің инерция күштері әсер етеді. Ендеше инерция
күшін осы жағдайларды есепке ала отырып анықтау қажет.
Инерция күштерін анықтау үшін күрделі қозғалыс жасайтын бөлшектер
массасын, яғни бұлғақтың массасын шартты түрде шоғырланған екі түрлі
массаға бөлеміз (4-сурет). Оның біріншісі бұлғақтың жоғарғы поршеньмен
жалғасқан жеріне шоғырланған т1 - массасы, ал екіншісі айнымалы біліктің
мойнында жалғасқан бұлғақтың төменгі басының шоғырланған массасы (т2).
Сонда 4-суретте көрсетілгендей, түзу сызықты қозғалатын поршеньнің
массасына (тп) бұлғақтың жоғарғы басының массасы (т1) қосылады, ал айнымалы
біліктің мойнында бұлғақтың төменгі басының шоғырланған массасымен (т2)
қоса айнымалы біліктің теңгерілмеген массасы (тк) болады. Енді массалар
белгілі болса, инерция күштерін анықтауға болады. Ол үшін тек шоғырланған
массаның мөлшерін анықтау қажет. Әдетте бұл массаны жуықтап қабылдайды,
яғни ал

3-сурет. Поршеньді қозғалтқыштың айнымалы бұлғақты механизміндегі әр түрлі
күштердің айнымалы біліктің бұрылу бұрышына тәуелді өзгеру графигі.

4-сурет. Айнымалы бұлғақты механизмнің шоғырланған массасының сызбасы

Сонымен түзу сызықты қозғалатын массалардың инерция күштері поршеньге
түседі де айнала қозғалатын массалардың инерция күштері айнымалы біліктің
мойнына түседі. Оның үстіне бұл күштердің таңбасы үдеудің таңбасына қарама-
қарсы болады. Енді осы жағдайларды есепке ала отырып инерция күштерін
төмендегіше анықтаймыз.
Түзу сызықты қозғалатын массалардың инерция күштері сол массалар мен
үдеудің көбейтіндісіне тең болады, яғни:

Мұндағы массалардың сан мәндерін арнаулы анықтамалық әдебиеттерден
табамыз, ал үдеудің мәндері жоғарыда айнымалы-бұлғақты механизмнің
кинематикасын қарағанда анықталған. Енді сол үдеудің мәнін орнына қоятын
болсақ, онда:

Осы өрнекте келтірілген белгілеулер жоғарыда көрсетілген және онымен
күшті анықтаған кезде айналу бұрышына () әр түрлі мән бере отырып
есептейміз. Соңынан оны басқа күштермен қосуға ыңғайлы болуы үшін мұндағы
бұрыштың мәндерін әрбір он градусқа өзгертіп отыру ұсынылады. Сондай жолмен
есептелген түзу сызықты қозғалатын инерция күшінің графигі өткендегі 3, б.-
суретте көрсетілген.
Айнала қозғалатын массалардың инерция күштерін механикада белгілі
ортадан тебетін күштің формуласымен анықтаймыз, өйткені бұл күш айнымалы
білік иінінің радиусымен сыртқа қарай бағытталады. Сонда:

Мүндағы т - айнымалы біліктің теңестірілмеген массасына бұлғақтың иін
жақтауының төменгі басының массасы мен сол жақтаудағы айнымалы біліктің
орталық мойны мен иін мойнының аралығындағы массалар жатады.
Айнала қозғалатын массалардың инерция күші поршеньге әсер
етпегендіктен қозғалтқыштың негізгі қуат алатын жұмыстарына да әсері
болмайды. Мұны тек қозғалтқыштағы күштерді теңдестіру кезінде есепке
аламыз. Себебі бұл күштің мәні қозғалтқыш орнықты жұмыс істеген кезде
тұрақты болады десе де болады. Өйткені оны анықтайтын шамалар ол кезде
тұрақты болады.
Қосынды күш. Қосынды күш деп поршеньге әсер ететін газ қысымының күші
мен түзу сызықты қозғалатын айнымалы-бұлғақты механизм бөлшектерінің
инерция күштерінің қосындысын айтады. Себебі бұл қосынды күш арқылы
қозғалтқыштың сыртқа шығатын көрсеткіштерін, яғни пайдаланып көрсеткіштерін
анықтайды. Олай болса бұл қосынды күш (Р) мына формуламен анықталуға тиіс:
Р=Рг+Р.. Ал мұнда келтірілген күштер алдында анықталып, оның графигін 3, а
және б-суретте көрсетілген. Ендеше сол күштердің тиісті мәндеріне өзара
қосу арқылы қосынды күшті де таба аламыз. Сонда бұл қосынды күштің мәндері
де айналу бұрышының әр түрлі мәндеріне сәйкес анықталады. Ол үшін сол
мәндерін жеке-жеке аналитикалық жолмен немесе графикалық жолмен әрбір
ординатаның таңбаларын ескере отырып қосады. Сондай тәсілмен анықталған
қосынды күш графигі де сол 3, а-суретінде көрсетілген.
Айнымалы білік мойнына түсетін күштер. Айнымалы білік мойнына жоғарыда
айтылған айналмалы қозғалыстан пайда болған инерция күшінен басқа поршеньге
түскен күштер де әсер етеді. Сол поршеньнен келген күштің әсерінен айнымалы
білік айналмалы қозғалысқа келіп, сырттан түсетін кедергі күшті жеңіп,
жұмыс істеп береді. Сондықтан, алдымен поршеньнен келген күшті анықтаймыз.
Поршеньге түскен қосынды күш (Р) бұлғақтың жұмыс ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.