4.2. Определение сил, действующих на шатунную шейку коленчатого вала
На шатунную шейку
действуют две силы: направленная по
шатуну
,
как составляющая силы
,
приложенная к поршневому пальцу;
центробежная сила инерции
,
создаваемая редуцированной к кривошипу
частью массы шатуна.
Геометрическая сумма и дает результирующую силу , действующую на шатунную шейку от одного цилиндра.
Силы и рассчитываются по следующим формулам:
(4.5)
(4.6)
где
- угол отклонения оси шатена от оси
цилиндра при повороте коленчатого вала
на угол
;
;
с учетом правила знаков.
Силу раскладываем на две составляющие: силу , направленную по радиусу кривошипа, и тангенциальную силу , перпендикулярную радиусу кривошипа:
(4.7)
(4.8)
Например, при
.
Значения
и
принимаются по таблице [4, стр.43].
Аналогично, при
Тогда при
Сила подсчитывается по формуле
(4.9)
при
По результатам
расчетов строится график суммарной
силы
нагружающей шатунную шейку.
4.3. Расчет момента инерции и параметров маховика
Строим график
тангенциальной силы
действующей на шатунную шейку коленчатого
вала от одного цилиндра за рабочий цикл.
Определяем среднюю ординату:
где
- суммарная площадь всех участков
диаграммы, расположенных над осью
абсцисс,
- под осью абсцисс,
- длина диаграммы
в
Так как
то
Так как у нас
многоцилиндровый двигатель
то необходимо строить график суммарной
тангенциальной силы, приложенной к
коленчатому валу от всех цилиндров. На
график тонкими линиями наносятся графики
тангенциальных сил четырех цилиндров,
смещенные по оси абсцисс на
(при порядке работы цилиндров
[4,
стр. 44]). Ординаты обоих графиков
алгебраически складываются и строится
кривая суммарной тангенциальной силы
левого и правого цилиндров действующих
на одну шейку коленчатого вала.
5. Техническая характеристика двигателя
Таблица 5.1 – Технические характеристики проектируемого двигателя
и двигателя-прототипа
№ п./п. |
Показатели |
Двигатель |
|
проектируемый |
прототип |
||
1 |
Марка |
Д-243 |
Д-243 |
2 |
Номинальная мощность, кВт |
60 |
60 |
3 |
Номинальная частота вращения, мин-1 |
2200 |
2200 |
4 |
Степень сжатия |
16,0 |
16,0 |
5 |
Число цилиндров |
4 |
4 |
6 |
Диаметр цилиндра, мм |
130 |
110 |
7 |
Ход поршня, мм |
148 |
125 |
8 |
Литраж двигателя, л |
4,14 |
4,75 |
9 |
Литровая мощность, кВт/л |
7,61 |
8 |
10 |
Порядок работы цилиндров |
1-3-4-2 (1-2-3-4) |
1-3-4-2 (1-2-3-4) |
11 |
Способ смесеобразования |
внутреннее |
внутреннее |
12 |
Часовой расход топлива, кг/ч |
16,5 |
16 |
13 |
Удельный эффективный расход топлива, г/кВтч |
275,1 |
220 |
14 |
Марка топлива |
ДТ |
ДТ |