5.Силы и моменты, действующие в кшм

1) Силы инерции:

Сила инерции поступательно движущихся масс:

(стр. 166 [1])

с шагом 15.

Суммарная сила, кН, приложенная к центру поршневого пальца может быть рассчитана по выражению:

(стр. 167 [1])

При этом значения берутся непосредственно из развернутой диаграммы удельной результирующей силы, приложенной к центру поршневого пальца.

При вращении приведенной массы m_R возникает центробежная сила вращающихся масс:

Сила приложена в центре шатунной шейки, постоянна по величине и направлению и направлена по радиусу кривошипа.

2) Силы давления газов на поршень:

Силы давления газов в цилиндре двигателя в зависимости от хода поршня определяются по индикаторной диаграмме, построенной по данным теплового расчета.

Сила давления газов на поршень действует по оси цилиндра:

,

где – давление газов в цилиндре двигателя, определяемое для соответствующего положения поршня по индикаторной диаграмме;

– давление в картере;

Сила нормального давления поршня на зеркало цилиндра:

(стр. 168 [1])

Сила, действующая вдоль оси шатуна:

(стр. 168 [1])

где – угол наклона шатуна относительно оси цилиндра.

Рис.3. Cхема действия сил в КШМ одноцилиндрового двигателя

Перенеся силу по линии её действия в центр шатунной шейки, можно разложить эту силу на две составляющие:

Сила, действующая вдоль кривошипа (радиальная составляющая):

(стр. 169 [1])

Сила, создающая крутящий момент (тангенсальная составляющая):

(стр. 169 [1])

Сила Т в плече R создает крутящий момент относительно оси КВ:

(стр. 171 [1])

Опрокидывающий момент:

Сила нормального давления поршня на зеркало цилиндра создает относительно оси КВ опрокидывающий момент, который вызывает в опорах двигателя реакции.

Т. к. , то

5.1 Построение кривой удельных сил инерции пдм методом Толе

Удельные силы инерции приведённой массы m_S , выраженные в МПа

,

Найденные значения удельных сил инерции откладываются в масштабе чертежа от линии атмосферного давления после чего полученные точки А и В соединяются прямой линией. Затем из точки пересечения отрезка АВ с линией атмосферного давления перпендикулярно этой линии откладывается отрезок, Pc (величина этого отрезка найдена Толле эмпирическим путем), и полученная точка С соединяется прямыми линиями с точками А и В. Полученные отрезки АС и ВС делятся на одинаковое количество равных частей (не менее четырех) и точки деления отрезков обозначаются цифрами, как показано. После этого точки, обозначенные одинаковыми цифрами, также соединяются прямыми линиями. В заключение из точки А в точку В проводится кривая удельных сил инер­ции P_i ПДМ. Кривая проводится так, чтобы линии с одноимёнными цифрами были к ней касательными.

5.2. Определение значений результирующей удельной силы, приложенной к центру поршневого пальца

Определение значений p_Σ в функции угла ПКВ выполняется в следующей последовательности. На том же листе миллиметровой бумаги, где изображаются совмещённые свёрнутые диаграммы, справа от них в таком же масштабе по оси ординат и в масштабе 1° ПКВ/мм по оси абсцисс строится координатная система р - φ. Затем с помощью циркуля или измерителя в эту координатную систему с шагом 15° ПКВ последовательно переносятся значения результирующего давления газов с действительной (скругленной) индикаторной диаграммы и с кривой удельных сил инерции ПДМ.

Значения результирующего давления газов и удельных сил инерции ПДМ при повороте KB на угол φ определяются с помощью диаграммы Брикса.

Для определения, ординаты результирующего давления газов или удельной силы инерции ПДМ одна ножка циркуля или измерителя ставится на линию атмосферного давления р_о в точке ее пересечения с соответствующей углу φ вертикалью, а другая - в точку пересечения этой же вертикали с интересующей кривой давления. Затем при этом же угле раскрытия ножек циркуля полученная для данного угла φ ордината переносится с помощью

циркуля на совмещённую развёрнутую диаграмму.После перенесения всех ординат полученные точки соединяются плавными линиями, в результате чего получаются кривые р_г и р_j. При графическом сложении ординат кривых р_г и р_j соответствующих одному и тому же углу ПКВ, получается искомая кривая p_Σ.

Сложение ординат кривых р_г и р_j выполняется с учетом их знака.