мм (3.67)
Нарастание давления от точки до zД составляет 6.356-2.3526=4,003 МПа или 4.003/10=0.4 МПа/град п.к.в., где 10 – положение точки zД по оси абсцисс, град.
Соединяя плавными кривыми точки r с , с и далее с zД и кривой расширения с (точка располагается между точками b и a) и линией выпуска , получаем скругленную индикаторную диаграмму .
4. КИНЕМАТИКА
1) Выбор λ и длины Lш шатуна.
В целях уменьшения высоты двигателя без значительного увеличения инерционных и нормальных сил отношение радиуса кривошипа к длине шатуна предварительно было принято в тепловом расчете λ=0.285. В соответствии с этим
мм (4.1)
Построив кинематическую схему кривошипно-шатунного механизма (рис. 4.1), устанавливаем, что ранее принятые значения Lш и λ обеспечивают движение шатуна без задевания за нижнюю кромку цилиндра.
2) Перемещение поршня.
мм. (4.2)
Расчет Sx производится аналитически через каждые 10º угла поворота коленчатого вала Значения для при различных φ взяты из табл. 7.1 [1] и занесены в гр. 2 расчетной табл. 4.1.
3) Угловая скорость вращения коленчатого вала
рад/с (4.3)
м/с. (4.4)
Значения для взяты из табл. 7.2 [1] и занесены в гр. 4, а рассчитанные значения Vп – в гр. 5 табл. 4.1.
5) Ускорение поршня
м/с2 (4.5)
Значения для взяты из табл. 7.3 [1] и занесены в гр. 6, а рассчитанные значения j – в гр. 7 табл. 4.1.
φº
Sx, мм
Vп, м/с
j, м/с2
1
2
3
4
5
6
7
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
0.0195
0.0770
0.1696
0.2928
0.4408
0.6069
0.7838
0.9646
1.1425
1.3119
1.4679
1.6069
1.7264
1.8249
1.9017
1.9564
1.9891
2.0000
0.8965
3.5409
7.8016
13.4703
20.2784
27.9163
36.0553
44.3695
52.5550
60.3452
67.5211
73.9163
79.4149
83.9464
87.4759
89.9926
91.4988
92.0000
0.2224
0.4336
0.6234
0.7831
0.9064
0.9894
1.0313
1.0335
1.0000
0.9361
0.8481
0.7426
0.6257
0.5025
0.3766
0.2504
0.1249
-0.0000
-0.1249
4.8207
9.3995
13.5136
16.9757
19.6476
21.4480
22.3553
22.4042
21.6770
20.2912
18.3842
16.0977
13.5635
10.8917
8.1634
5.4284
2.7077
-2.7077
1.2850
1.2526
1.1580
1.0085
0.8155
0.5933
0.3575
0.1237
-0.0942
-0.2850
-0.4415
-0.5603
-0.6425
-0.6923
-0.7166
-0.7235
-0.7214
-0.7170
-0.7150
13126
12796
11829
10302
8331
6061
3652
1264
-962
-2911
-4510
-5724
-6563
-7072
-7320
-7391
-7369
-7324
-7304
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360
0.195
73.9162
27.9162
-0.2504
-0.3766
-0.5025
-0.6257
-0.7426
-0.8481
-0.9361
-1.0000
-1.0335
-1.0313
-0.9894
-0.9064
-0.7831
-0.6234
-0.4336
-0.2224
0.0000
-5.4284
-8.1634
-10.8917
-13.5635
-16.0977
-18.3842
-20.2912
-21.6770
-22.4042
-22.3553
-21.4480
-19.6476
-16.9757
-13.5136
-9.3995
-4.8207
5. ДИНАМИКА
5.1. Силы давления газов
Индикаторную диаграмму, полученную в тепловом расчете, развертывают по углу поворота кривошипа по методу Брикса.
Для этого под индикаторной диаграммой строят вспомогательную полуокружность радиусом R=S/2. От центра полуокружности (точка О) в сторону НМТ откладываем поправку Брикса равную
мм (5.1)
где Мs=1мм в мм – масштаб хода поршня на индикаторной диаграмме.
Полуокружность делят лучами от центра О на несколько частей, а из центра Брикса (точка О¢) проводят линии, параллельные этим лучам. Точки, полученные на полуокружности, соответствуют определенным углам j (на лист 2 интервал между точками равен 30°). Из этих точек проводят вертикальные линии до пересечения с линиями индикаторной диаграммы и полученные величины давлений откладывают на вертикали соответствующий углов j. Развертку индикаторной диаграммы начинаем от ВМТ в процессе хода выпуска. При этом следует учитывать, что на свернутой индикаторной диаграмме давление отсчитывают от абсолютного нуля, а на развернутой показывают избыточное давление над поршнем ∆Pr= Pr - Po. Следовательно, давления в цилиндре двигателя, меньшие атмосферного, на развернутой диаграмме будут отрицательными. Силы давления газов, направленные к оси коленчатого вала, считаются положительными, а от коленчатого вала – отрицательными.
Масштабы развернутой диаграммы: давлений и удельных сил Мр=0.05 МПа в мм; полных сил Мр = МрFn=0.05·0.00679291=0.00034 МН в мм; угла поворота кривошипа Мj= 3 в мм, или
рад в мм (5.2)
где ОВ=240 мм – длина развернутой индикаторной диаграммы.
По развернутой диаграмме через каждые 10° угла поворота кривошипа определяют значения ∆рг и заносят в гр.2 сводной таблицы 5.1 динамического расчета (в таблице 5.1 значения даны через 10°).
5.2 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма
С учетом диаметра цилиндра, отношения S/D, рядного расположения цилиндров и достаточно высокого значения рz устанавливают следующие значения масс частей КШМ:
масса поршневой группы (для поршня из алюминиевого сплава принято mn¢ = 100 кг/м2)
кг; (5.3)
масса шатуна (для стального кованного шатуна принято m¢ш = 150 кг/м2)
кг; (5.4)
масса неуравновешенных частей одного колена вала без противовесов (для литого чугунного вала принято m¢к =140 кг/м2)
кг; (5.5)
Масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца:
кг; (5.6)
Масса шатуна, сосредоточенная на оси кривошипа:
кг; (5.7)
Массы, совершающие возвратно-поступательное движение:
кг; (5.8)
Массы, совершающие вращательное движение:
кг; (5.9)
5.3 Удельные полные силы инерции
В гр. 3 табл. 5.1 заносим значения и определяем значения удельной силы возвратно-поступательно движущихся масс (гр. 4):
кН (5.10)
Центробежная сила инерции вращающихся масс
кН (5.11)
Центробежная сила инерции вращающихся масс шатуна
кН (5.12)
Центробежная сила инерции вращающихся масс кривошипа
кН. (5.13)
5.4 Удельные суммарные силы
Удельная сила (МПа), сосредоточенная на оси поршневого пальца:
(5.14)
Удельная нормальная сила (МПа):
(5.15)
Значения tgb определяют для выбранного l и заносят в гр.6, а значения pN – в гр.7.
Удельная сила (МПа), действующая вдоль шатуна (гр.9):
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15
