Перемещение поршня
Динамический расчет двигателя
Силы давления газов
Индикаторную диаграмму полученную в тепловом расчете, развертываем по углу поворота кривошипа по методу Брикса.
Определяем поправку Брикса:
Δ=R×l/(2×MS),мм , (94)
где MS- масштаб хода поршня на индикаторной диаграмме, мм в мм.
Δ=46×0,269/2×1=5,78мм.
Определяем масштабы развернутой диаграммы: соответственно давлений и удельных сил, полных сил, угла поворота кривошипа:
Mр =0,05 МПа в мм ;
Mр=МР×Fп , Н в мм ;
Mр=0,05× 0,00785×106=392,5 Н в мм;
Мj=3° в мм;
Мj¢=4×p/OB , рад в мм ;
Мj¢=4×p/240=0,0523 рад в мм.
По развернутой диаграмме определяем значения избыточного давления над поршнем Dрг=pг - p0 и заносим в графу 2, табл.6. динамического расчёта, в таблице даны значения углов поворота коленчатого вала φ через каждые 300 , а так же при φ=3750.
По Δрг определяем значения Рг и заносим в графу 3, табл.6.
(95)
Приведение масс частей КШМ
По табл. 22 [1] с учетом диаметра цилиндра, отношения S/D, рядного расположения цилиндров производим расчеты:
Определяем массу поршневой группы:
mп= m¢п×Fп , кг ; (96)
Для поршня из алюминиевого сплава принято m¢п=150 кг/м2
mп =150×0,00785=1,18 кг.
Определяем массу шатуна:
mш= m¢ш×Fп , кг ; (97)
Для стального кованного шатуна принимаем m¢ш=200 кг/м2
mш =200×0,00785= 1,57 кг.
Определяем массу неуравновешенных частей одного колена без противовесов:
mк = m¢к×Fп , кг ; (98)
Для литого чугунного вала принято m¢к=200 кг/м2.
mк =200×0,00785=1,57 кг.
Определяем массу шатуна, сосредоточенную на оси поршневого пальца:
mш.п=0,275×mш , кг ; (99)
mш.п =0,275×1,57 = 0,432 кг.
Определяем массу шатуна, сосредоточенную на оси кривошипа:
mш.к= 0,725×mш , кг ; (100)
mш.к =0,725×1,57 = 1,138 кг.
Определяем массы, совершающие возвратно-поступательное движение:
mj= mп+ mш.п , кг ; (101)
mj= 1,18+0,432=1,612 кг.
Определяем массы, совершающие вращательное движение:
mr= mк+ mш.к , кг ; (102)
mr =1,57+1,138= 2,708 кг.
Удельные и полные силы инерции
Из табл см из киниматики 8
переносим значение j в графу 4, табл 6 и определяем значения силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс (графа 5).
Pj = -j × mj / Fп ; Н. (103)
Определяем центробежную силу инерции вращающихся масс:
КR = -mr × R × w2, Н ; (104)
КR = -2,708 × 0,043 × 3462 = -13940 Н.
Определяем центробежную силу инерции вращающихся масс шатуна:
КR.ш = -mш.к × R × w2, Н ; (105)
КR.ш = -1,138 × 0,043 × 3462 = -5858 Н.
Определяем центробежную силу инерции вращающихся масс кривошипа:
КR.к = -mк × R × w2 , Н (106)
КR.к = -1,57 × 0,043 × 3462 = -8082 Н.
Таблица 6.- Результаты расчёта сил давления газов, а так же полных сил инерции
|
φ0 |
Δрг, МПа |
Рг, Н |
j, м/с2 |
Рj, Н |
|
0 |
+0,018 |
141,3 |
+6532 |
-10530 |
|
30 |
-0,011 |
-86,4 |
+5150 |
-8302 |
|
60 |
-0,011 |
-86,4 |
+1881 |
-3032 |
|
90 |
-0,011 |
-86,4 |
-1385 |
+2233 |
|
120 |
-0,011 |
-86,4 |
-3266 |
+5265 |
|
150 |
-0,011 |
-86,4 |
-3766 |
+6071 |
|
180 |
-0,011 |
-86,4 |
-3763 |
+6066 |
|
210 |
-0,011 |
-86,4 |
-3766 |
+6071 |
|
240 |
0 |
0 |
-3266 |
+5265 |
|
270 |
+0,050 |
+392,5 |
-1385 |
+2233 |
|
300 |
+0,230 |
+1805,5 |
+1881 |
-3032 |
|
330 |
+0,800 |
+6280 |
+5150 |
-8302 |
|
360 |
+2,200 |
+17270 |
+6532 |
-10530 |
|
375 |
+6,330 |
+49690,5 |
+6172 |
-9949 |
|
390 |
+3,750 |
+29437,5 |
+5150 |
-8302 |
|
420 |
+1,500 |
+11775 |
+1881 |
-3032 |
|
450 |
+0,700 |
+5495 |
-1385 |
+2233 |
|
480 |
+0,500 |
+3925 |
-3266 |
+5265 |
|
510 |
+0,325 |
+2551,3 |
-3766 |
+6071 |
|
540 |
+0,175 |
+1373,8 |
-3763 |
+6066 |
|
570 |
+0,050 |
+392,5 |
-3766 |
+6071 |
|
600 |
+0,018 |
+141,3 |
-3266 |
+5265 |
|
630 |
+0,018 |
+141,3 |
-1385 |
+2233 |
|
660 |
+0,018 |
+141,3 |
+1881 |
-3032 |
|
690 |
+0,018 |
+141,3 |
+5150 |
-8302 |
|
720 |
+0,018 |
+141,3 |
+6532 |
-10530 |