1.3.1. Визначення сумарної маси еквівалентної схеми рядного кшм.
Маса mj являє собою сумарну масу деталей, що здійснюють зворотно – поступальний рух.
mj = mп.г. + mш.п.
Маса mR являє собою сумарну масу деталей, що здійснюють обертовий рух.
mR = mк. + mш.к.
1.3.2 Визначення сумарної маси еквівалентної схеми V- подібного кшм.
У V- подібного КШМ з коліном валу з’єднано два шатуна протилежних циліндрів.
Маса mj являє собою сумарну масу деталей, що здійснюють зворотно – поступальний рух.
mj = mп.г. + mш.п.
Маса mR являє собою сумарну масу деталей, що здійснюють обертовий рух.
mR = mк. +2 mш.к.
2. Сили і моменти, які діють в кривошипно – шатунному механізмі одноциліндрового двигуна.
2.1. Сили тиску газів. (самостійно)
Сили тиску газів у циліндрі двигуна залежно від ходу поршня визначають за індикаторною діаграмою, побудованою за даними теплового розрахунку.
Силу тиску газів на поршень визначають за формулою
Pг = рг Fn[H],
де рг— тиск газів у циліндрі при відповідному положенні поршня, мПа;
Fn — площа поршня, м2.
При динамічному розрахунку двигунів частіше користуються графічним зображенням сил, що діють у кривошипно-шатунному механізмі.
2.2. Сили інерції .( самостійно)
Отримана вище двох масова система, що динамічно замінює КШМ, в якій одна маса здійснює
зворотно – поступальний рух, дозволяє достатньо просто визначити сили інерції, що діють на деталі КШМ. Сили інерції,що діють на деталі КШМ, зводимо до двох сил: силі інерції Fj від
зворотно – поступально рухомих мас КШМ і відцентрової сили інерції Kr від обертових мас КШМ.
Сила інерції Fj дорівнює добутку маси на прискорення і діє повздовж осі циліндра. Вона може бути направлена вгору, або вниз відносно осі колінчастого валу. Сила інерції.
Fj = - mj Jп ,(н)
Підставивши значення прискорення поршня, отримаємо
Fj = - mj r 2 ( cos + cos 2 ),(н), коли (- mj r 2 ) = C
Fj = C ( cos + cos 2 ) = C cos + C cos 2 . Для зручності досліджень силу Fj представимо у вигляді двох сум складових: Fj = Fj1 + Fj11 , тоді
Сила інерції першого порядку дорівнює Fj1 = C cos .
Сила інерції другого порядку дорівнює Fj11 = C cos 2 .
Сили Fj1 і Fj11 змінюються по гармонічному закону в залежності від кута повороту кривошипа колін валу. Величину і напрямок цих сил в любий момент часу можливо знайти, шляхом обертання векторів.
Сила Fj1 визначається, як проекція на вертикальну вісь вектора С, що обертається із кутовою швидкістю ;
Сила Fj11 визначається, як проекція на вертикальну вісь вектора С, що обертається із кутовою швидкістю 2 .
Графічна побудова сил інерції Fj1 і Fj11 методом обертання векторів і суми Fj цих сил показано на рис. 16.4.
Рис. 4. Схема для побудови залежності сил інерції Fj від кута повороту кривошипа.
На діаграмі рис. 16.5 а і б видно, що сила інерції першого порядку Fj1 міняє знак при кутах повороту кривошипа 90о і 270о, сила інерції другого порядку Fj11 має позитивне значення при повороті кривошипа від 45о і 135о і від 225о і 315о при інших положеннях кривошипа сила Fj11
буде негативною.