6.3. Работа движущих сил и изменение кинетической энергии.

Цикл движения поршня двухтактного двигателя внутреннего сгорания включает такты расширения когда взорвавшаяся в цилиндре рабочая смесь перемещает поршень из в.м.т в н.м.т, и такт сжатия, заканчивающийся взрывом впрыснутого в цилиндр топлива.

Индикаторная диаграмма(график нагрузки) построена с соблюдением масштабов по осям координат на листе 1. Она дает возможность определить, действующие на поршень, движущие силы во время такта расширения и силы сопротивления во время такта сжатия.

Сила, действующая на поршень

где p_i – удельное давление по графику нагрузки, МПа;

По заданию: = м.

p_max = 2.7 МПа –максимальное удельное давление

Индикаторная диаграмма

Рис. 6.1. График нагрузки

При построении диаграммы изменения сил, действующих на поршень, учтено, что сила давления прямо пропорциональна индикаторному давлению, и поэтому она подобна развернутой индикаторной диаграмме. При построении изменен параметр по оси абсцисс, но сохранена пропорциональность ординат в каждом положении поршня.

Расчет сил нагрузки занесен в таблицу 6.4

Таблица 6.4

№ положения поршня	0	1	2	3	4
Точка положения поршня
Удельное давление, МПа.	2,7	2.184685714	1.106035714	0.2754	0
Сила, действующая на поршень, Н	23379	18917	9577.2	2384.7	0

№ положения поршня	5	6	7	8
Точка положения поршня
Удельное давление, МПа.	0.0612	0.245785714	0.485485714	0,6
Сила, действующая на поршень, Н	529.93	2128.3	4203.8	5195.4

График нагрузки прилагается на листе 1.

Определяем приведенный к валу кривошипа момент сил, действующих на поршень:

, где =0,07 м.

Результаты расчетов заносим в таблицу6.5

Таблица 6.5

№ положения поршня	0	1	2	3	4	5	6	7	8
FCi, Н	23379	18917	9577.2	2384.7	0	529.93	2128.3	4203.8	5195.4
VB, м/c.	0	7.354	8.3252	4.42	0	4.42	8.3252	7.354	0
VB/VA	0	0,8829	1	0,53076	0	0,53076	1	0,8829	0
MCi, Н м.	0	1169.724	670.401	88.625	0	19.694	148.978	259.939	0

По этим данным строим диаграмму изменения

приведенного момента движущих силРис. 6.2:

Рис. 6.2 График моментов сил

Приведенный момент сил сопротивления, считаем постоянным, и находим из условия равенства работы этого момента работе приведенного момента сил за один цикл движения – за один оборот кривошипа:

т.е. из условия равенства площадей, изображающих эти работы.

Принцип построения и нахождения требуемой величины таков:

1. После того как построили диаграмму моментов, откладываем пополам расстояния ;

2. Доводим прямые до пересечения графика моментов;

3. Спроецировать на ось ординат(моментов);

4. Отложить от плюса hуглы и измерить их;

Диаграмму работ движущих сил строим методом графического интегрирования. Полюсное расстояние выбираем

Масштабный коэффициент диаграммы работ:

так же, учитывая то же коэффициент =0,03927;

Значения получившихся углов занесены в таблицу 6.6 :

Таблица 6.6

	49,47	61,51	37,21	5,06	1,13	9,60	22,24	14,55
№	1	2	3	4	5	6	7	8

График моментов сил сопротивления прилагается на листе1.

Строим график работ сил сопротивления и движущих сил, откладывая получившиеся углы доводя линии до пересечения прямых номеров положения на оси и учитывая коэффициент ; Рис. 6.3:

Рис. 6.3 График работ сил

График сил и моментов представлен на листе 1.

Из показаний диаграммы определяем силы сопротивления и движения, так же исходя из формулы , находим изменение кинетической энергии, получившиеся данные заносим в таблицу 6.7.

Таблица 6.7

№ положения	1	2	3	4	5	6	7	0
,Дж	231.56	463.12	694.69	926.25	1157.81	1389.4	1620.9	1640,48
,Дж	459.31	1182.87	1481.1	1515.8	1523.6	1590	1750.6	1640,48
,Дж	-227.75	-719.75	-786.41	-589.55	-365.79	-200.6	-129.7	0

Для построения диаграммы масс используем формулу зависимости: , где

Данные для построения занесены в таблицу 6.8.

Таблица 6.8

№ положения	0	1	2	3	4	5	6	7	8
,Дж	0	-227.75	-719.75	-786.41	-589.55	-365.79	-200.6	-129.7	0
, кг	0.013459	0.097973	0.123773	0.045492	0.013459	0.045492	0.123773	0.097973	0.013459

Диаграмма энергомасс представлена на рисунке 6.4(подробная версия на листе 1).

Рис. 6.4 Диаграмма энергомасс