3.3. Построение графиков динамического расчёта

По результатам динамического расчёта на листе миллиметровой бумаги формата А1 необходимо построить следующие зависимости удельных сил от угла поворота коленчатого вала:

1) свёрнутая индикаторная диаграмма цикла (из теплового расчёта);

2) развёрнутые диаграммы сил, действующих на поршень:

— избыточного давления газов (p_г-p₀)=f₁();

— силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс p_j=f₂();

— суммарной силы p=f₃();

3) развёрнутые диаграммы тангенциальных сил (индикаторных крутящих моментов), действующих на коленчатый вал:

— от одного цилиндра p_Т=f₄();

— от всех цилиндров p_Т_=f₅();

4) векторная (полярная) диаграмма сил, действующих на шатунную шейку ;

5) развёрнутая диаграмма результирующей силы, действующей на шатунную шейку, p_шш=f₇().

Отдельно на миллиметровке формата А4 строятся зависимости перемещения, скорости и ускорения поршня от угла поворота коленчатого вала.

Построение большинства графиков трудностей не представляет и проводится путём откладывания в прямоугольных координатах в выбранных масштабах значений величин, взятых из табл. 3, для соответствующих углов .

Несколько сложнее построение зависимости p_Т_=f₅(). Она строится на графике p_Т=f₄(). При этом ось абсцисс — ось углов  — в пределах от 0 до 720 п.к.в. разбивается на одинаковые интервалы, число которых равно числу цилиндров двигателя i. Интервал углов поворота на каждом участке для четырёхтактного двигателя равен =720/i.

Участки зависимости p_Т=f₄() со всех интервалов графически переносятся на первый участок, после чего ординаты полученных кривых в соответствующих углах алгебраически складываются (с учётом знака). Таким образом, получаются значения ординат общего тангенциального усилия от всех цилиндров p_Т_=f₅(). Форма этой кривой, построенной в пределах первого участка, и значения её ординат затем будут повторяться во всех остальных участках, поэтому построение графика на других участках не требуется.

После построения зависимости p_Т_=f₅() необходимо определить среднее значение общего тангенциального усилия от всех цилиндров за цикл . Оно находится путём планиметрирования площади F, заключённой между кривой p_Т_=f₅(), крайними ординатами первого участка и осью абсцисс. Если часть площади будет расположена ниже оси абсцисс, то результирующее значение площади F подсчитывается как разность между верхней F₁ и нижней F₂ площадями.

Среднее тангенциальное усилие , МПа

, (71)

где F₁ и F₂ — площади верхнего и нижнего участков криволинейной трапеции, мм²; l₁ — длина первого участка диаграммы, мм; M(p_T) — масштаб усилия p_Т, МПа/мм.

Далее определяют среднее значение индикаторного крутящего момента на валу двигателя от всех цилиндров , Нм по формуле

. (72)

Полученное графическим путём значение среднего крутящего момента сопоставляется с его расчётным значением по данным теплового расчёта, которое для четырёхтактного двигателя определяется по формуле

. (73)

При этом относительная погрешность не должна превышать 5-7%.

В заключение динамического расчёта необходимо определить и сопоставить с данными двигателей-прототипов следующие величины:

— коэффициент неравномерности крутящего момента 

, (74)

где и — максимальное и минимальное значения крутящего момента на валу двигателя от всех цилиндров, подсчитанные по соответствующим ординатам графика p_Т_=f₅(), Нм;