3.1.3. Построение регуляторной характеристики в функции от крутящего момента

Регуляторная характеристика в функции от крутящего момента строится только при тяговом расчете трактора.

На графике в принятом масштабе строятся зависимости (n, N_e, G_Т, g_e) = f(M_к). Данные для построения соответствующих зависимостей берутся из таблицы 3.1.

Регуляторная ветвь g_e = f(n) строится аналогично ее построению на графике регуляторной характеристики в функции от эффективной мощности: (0,4...1,0)M_кн =(0,4...1,0)112,2=44,9..112,2.

4. Динамический расчёт двигателя

4.1. Определение сил, действующих на поршень и поршневой палец

Сила давления газов определяется по формуле:

(4.1)

где - текущее значение давление газов по индикаторной диаграмме, .

- диаметр цилиндра, м.

Справа от свернутой диаграммы изображаем оси развернутой диаграммы. При этом ось абсцисс развернутой диаграммы смещаем вверх по вертикали относительно оси абсцисс свернутой диаграммы на величину атмосферного давления Р₀.

Отрезок V_h, представляющий рабочий объем цилиндра и в то же время в соответствующем масштабе ход поршня, делим пополам и радиусом, равным половине V_h, описываем полуокружность из точки Ц. Вправо от точки Ц откладываем отрезок ЦБ (л), равный =

Из точки Б – полюса Брикса – произвольным радиусом описываем вспомогательную полуокружность и делим ее на 6 частей (через 30°). Из полюса Брикса через деления вспомогательной полуокружности проводим лучи до пересечения с основной полуокружностью.

Точки пересечений сносим (проецируем) на перпендикуляры, восстановленные к оси абсцисс развернутой диаграммы из точек, соответствующих углам поворота кривошипа коленчатого вала.

Кривая, проведенная через полученные точки, является развернутой индикаторной диаграммой за рабочий цикл.

Например при МПа

Сила инерции возвратно-поступательно движущихся масс кривошипно-шатунного механизма:

, (4.2)

где - сила инерции первого порядка, период изменения которой равен одному обороту коленчатого вала ;

- сила инерции второго порядка, период изменения которой равен половине оборота коленчатого вала, т. е.

С учётом правила знаков

(4.3)

Входящая в уравнение масса движущихся возвратно-поступательно деталей КШМ, может быть при ориентировочных расчётах представлена суммой , где - масса поршневого комплекта , а - масса шатуна .

Значит и принимаем, ориентируясь табличными данными [4, стр.57] в зависимости от диаметра цилиндра .

Так как и согласно таблице , то выбираем .

Угловая частота вращения коленчатого вала берётся при номинальном скоростном режиме двигателя, т. е.

(4.4)

Радиус кривошипа пример расчёта , при .

Результаты расчета удельных сил инерции заносим в таблицу 4.1:

Таблица 4.1

Угол поворота α, град	cosα + λ cos2α	Pj, Н	Угол поворота α, град
0	1,3	-12101	360
30	1,016	-9458	330
60	0,35	-3258	300
90	-0,3	2793	270
120	-0,65	6051	240
150	-0,716	6665	210
180	-0,7	6516	180

Суммарная удельная сила, действующая на поршень, определяется как алгебраическая сумма сил, соответствующих углам поворота коленчатого вала:

P_рез = P_г + P_j.

Например, при ⁰:

Силы инерции от вращательно движущихся масс (Н)

Р_s = -m_шк Rω²∙10^-6,

где m_шк = 0,725m_ш = 0,725∙3 = 2,2.

Р_s = -2,2∙0,0625∙209,3²∙10^-6 = -0,006 МПа

Результаты расчёта сил и сводим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 – Результаты динамического расчёта

, град	Силы,
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
0	95	-9309	-2792	-12101	-12006	-12006	0	-12006	-5955	17961
30	-95	-8062	-1396	-9458	-9553	-9662	-6028	-7547		14786
60	-95	-4654	1396	-3258	-3353	-3472	-3356	-902		7634
90	-95	0	2793	2793	2698	2828	2698	-847		7317
120	-95	4655	1396	6051	5956	6168	4366	-4354		11195
150	-95	8061	-1396	6665	6570	6645	2424	-6189		12383
180	-95	9308	-2793	6516	6421	6421	0	-6421		12376
210	-76	8062	-1396	6665	6589	6664	-2431	-6207		12403
240	91	4654	1396	6051	6142	6360	-4502	-4490		11374
270	513	0	2793	2793	3306	3466	-3306	-1038		7735
300	1901	-4654	1397	-3258	-1357	-1405	1358	-365		6464
330	7795	-8063	-1397	-9458	-1663	-1682	1049	-1314		7344
360	27947	-9308	-2793	-12101	15846	15846	0	15846		9891
375	45247	-8992	-2418	-11410	33837	33939	11301	32010		28400
390	26426	-8063	-1397	-9458	16968	17162	10707	13405		13044
420	8175	-4655	1397	-3258	4917	5092	4922	1323		6759
450	3042	0	2793	2793	5835	6117	5835	-1832		9731
480	1673	4654	1396	6051	7724	7999	5662	-5646		12909
510	1293	8063	-1396	6665	7958	8049	2936	-7496		13768
540	703	9309	-2793	6516	7219	7219	0	-7219		13174
570	95	8063	-1396	6665	6760	6837	-2494	-6368		12573
600	95	4654	1396	6051	6146	6364	-4505	-4493		11378
630	95	0	2793	2793	2888	3027	-2888	-907		7445
660	95	-4654	1396	-3258	-3163	-3275	3166	-851		7506
690	95	-8062	-1396	-9458	-9363	-9470	5908	-7397		14601
720	95	-9309	-2792	-12101	-12006	-12006	0	-12006		17961

Силы и определить необходимо и графически. Для этого из общего центра О проводим две полуокружности. Одна радиусом , в масштабе и другую радиусом . Проводим ряд лучей под углами и т. д. к вертикали. Вертикальные проекции отрезков лучей, пересекающих первую окружность, дают в принятом масштабе значении сил , а проекции тех же лучей, пересекающих вторую окружность при соответствующих углах поворота коленчатого вала, дают значения сил , при углах поворота соответственно вдвое меньших.

Проводим через центр О горизонтальную прямую и откладываем на ней значения углов поворота коленчатого вала за рабочий цикл .

По точкам пересечения указанных проекций с ординатами, проходящими через соответствующие значения углов на оси абсцисс, строим кривые и а затем суммируем ординаты кривых, получаем кривую результирующей силы инерции .