4.2. Определение сил, действующих на шатунную шейку коленчатого вала

На шатунную шейку действуют две силы: направленная по шатуну , как составляющая силы , приложенная к поршневому пальцу; центробежная сила инерции , создаваемая редуцированной к кривошипу частью массы шатуна.

Геометрическая сумма и дает результирующую силу , действующую на шатунную шейку от одного цилиндра.

Силы и рассчитываются по следующим формулам:

(4.5)

(4.6)

где - угол отклонения оси шатена от оси цилиндра при повороте коленчатого вала на угол ; ; с учетом правила знаков.

Силу раскладываем на две составляющие: силу , направленную по радиусу кривошипа, и тангенциальную силу , перпендикулярную радиусу кривошипа:

(4.7)

(4.8)

Например, при .

где - угол отклонения оси шатуна от оси цилиндра при повороте коленчатого вала на угол .

Значение и принимаются по таблице [4, стр.59].

Аналогично, при

Сила подсчитывается по формуле

(4.9)

при

По результатам расчетов строится график суммарной силы нагружающей шатунную шейку.

4.3. Расчет момента инерции и параметров маховика

Строим график тангенциальной силы действующей на шатунную шейку коленчатого вала от одного цилиндра за рабочий цикл.

Определяем среднюю ординату:

где - суммарная площадь всех участков диаграммы, расположенных над осью абсцисс,

- под осью абсцисс,

- длина диаграммы в

Так как то

Так как у нас многоцилиндровый двигатель то необходимо строить график суммарной тангенциальной силы, приложенной к коленчатому валу от всех цилиндров. При построении графика суммарной тангенциальной силы рядного двухцилиндрового двигателя на общий график тонкими линиями наносим графики тангенциальных сил 1-го и 2-го цилиндров, смещенные по оси абсцисс на 180 (при порядке работы цилиндров 1-2-0-0). Ординаты обоих графиков алгебраически складываем и строим криваю суммарной тангенциальной силы T_ = f().

После построения графика суммарной тангенциальной силы многоцилиндрового двигателя определяем среднюю ординату i в (мм), определяющая среднее значение суммарной тангенциальной силы:

T_.ср=i∙₁=6,4∙0,5=3,2 кН,

где ₁ = T/l_h=45/90=0,5 кН/мм – принятый масштаб по оси ординат;

l_h – высота диаграммы, мм.

Ордината i откладывается на графике суммарной тангенциальной силы.

5. Техническая характеристика двигателя

Таблица 5.1 – Технические характеристики проектируемого двигателя

и двигателя-прототипа

№ п./п.	Показатели	Двигатель
		проектируемый	прототип
1	Марка	Д-120	Д-120
2	Номинальная мощность, кВт	23,5	23,5
3	Номинальная частота вращения, мин-1	2000	2000
4	Степень сжатия	16	16,5
5	Число цилиндров	2	2
6	Диаметр цилиндра, мм	105	110
7	Ход поршня, мм	125	120
8	Литраж двигателя, л	2,32	2,08
9	Литровая мощность, кВт/л	9,87	11,3
10	Порядок работы цилиндров	1-2-0-0	1-2-0-0
11	Способ смесеобразования	внутреннее	внутреннее
12	Часовой расход топлива, кг/ч	5,64	5,6
13	Удельный эффективный расход топлива, г/кВтч	240	239
14	Марка топлива	ДТ	ДТ