Динамика двс

2.1 Силы давления газов

Силы давления газов, действующие на площадь поршня, для упрощения динамического расчета заменяют одной силой, направленной по оси цилиндра и приложенной к оси поршневого пальца. Ее определяют для каждого угла по индикаторной диаграмме (см. рис 4), полученной на основании теплового расчета (для номинальной мощности и соответствующей ей частоте вращения коленчатого вала ).

Перестроение индикаторной диаграммы в развернутую по углу поворота коленчатого вала осуществляют по методу профессора Ф.А. Брикса. Развертку индикаторной диаграммы начинают с ВМТ в процессе хода впуска. Следует учесть, что на свернутой диаграмме давление отсчитывают от абсолютного нуля, а на развернутой показывают избыточное давление над поршнем:

, произведем расчет избыточного давления над поршнем через каждые поворота кривошипа, полученные данные сведем в таблицу №4 (исходные значения давлений в характерных точках берем из [1]). Следовательно, давления в цилиндре двигателя, меньшие атмосферных, на развернутой диаграмме будут отрицательными. Силы давления газов, направленные к оси коленчатого вала, считаются положительными, а от коленчатого вала – отрицательными.

Таблица №4 – Изменение давлений в зависимости от угла поворота коленчатого вала

0	0,125	0,0237
30	0,083	-0,0183
60	0,081	-0,0203
90	0,082	-0,0193
120	0,087	-0,0143
150	0,092	-0,0093
180	0,086827	-0,014473
210	0,151752	0,050452
240	0,225515	0,124215
270	0,306634	0,205334
300	0,585725	0,484425
330	0,796413	0,695113
360	1,897576	1,796276
370	7,079617	6,978317
390	3,18873	3,08743
420	2,40451	2,30321
450	1,326828	1,225528
480	1,000515	0,899215
510	0,695306	0,594006
540	0,416314	0,315014
570	0,4033	0,302
600	0,3466	0,2453
630	0,2899	0,1886
660	0,2332	0,1319
690	0,1765	0,0752
720	0,1198	0,0185

Перестроим индикаторную диаграмму с учетом поправки Брикса (см. рис 4), которая равна:

и данных таблицы №4.

Найдем силу давления на поршень (МН): ,

где (согласно [1]) – площадь поршня,

- давление газов в любой момент времени,

- атмосферное давление.

Данные расчетов сведем в таблицу №5:

Таблица №5 – Изменение силы давления на поршень в зависимости от угла поворота коленчатого вала

	Pг, МПа*м2		Pг, МПа*м2
0	0,00015405	370	0,045359061
30	-0,00011895	390	0,020068295
60	-0,00013195	420	0,014970865
90	-0,00012545	450	0,007965932
120	-0,00009295	480	0,005844898
150	-0,00006045	510	0,003861039
180	-9,40745E-05	540	0,002047591
210	0,000327938	570	0,001963
240	0,000807398	600	0,00159445
270	0,001334671	630	0,0012259
300	0,003148763	660	0,00085735
330	0,004518235	690	0,0004888
360	0,011675794	720	0,00012025

По данным таблицы №5 построим зависимость (см. рис. 5).

Рис. 5 – Зависимость силы давления на поршень от угла поворота КВ

Следовательно, кривая сил давления газов по углу поворота коленчатого вала будет иметь тот же характер изменения, что и кривая .