6 Динамический расчет двигателя
6.1. Расчет действующих сил в кривошипно-шатунном механизме
Газовая нагрузка, действующая на поршень, определяется как избыточное давление газов в цилиндре двигателя рг - р0, соответствующее углам поворота коленчатого вала. Давление рг берется из таблицы 1 и индикаторной диаграммы с учетом ее скругления. Избыточное давление на участке всасывания и в начале процесса сжатия имеет отрицательное значение (кроме двигателей с наддувом).
Силы инерции, действующие на возвратно-движущие массы, определяются по формуле
(МН)
(6.1)
где
Значения
в зависимости от угла поворота коленвала
находят в приложении В.
Масса
возвратно-поступательных движущихся
частей
включает массу поршневого комплекта и
часть массы шатуна. Обычно ее определяют
(кг)
(6.2)
Величины масс или весов поршневого комплекта и шатуна выбирают по соответствующим значениям прототипов из приложений 1 и 2. При этом следует учитывать соотношение размерности поршневой группы прототипа и проектируемого двигателя. Силы инерции подобно силам давления газов определяют как нагрузку, действующую на 1 м2 днища поршня
(МПа)
(6.3)
Суммарная сила, действующая на поршень определяется как алгебраическая сумма составляющих сил, соответствующим углам поворота коленвала.
(МПа) (6.4)
При этом учитывается следующее правило знаков: направление силы к центру коленвала считается положительным, от центра - отрицательным.
Определение тангенциальных и радиальных сил, действующих на кривошип коленвала, производят по следующим зависимостям:
(МПа)
(6.5)
(МПа)
(6.6)
Значения
и
берутся для определенных
из приложений
Г и Д. Здесь же следует определить и
центробежную силу инерции неуравновешенных
вращающихся частей, действующих на
шатунную шейку коленвала.
(МН)
(6.7)
где
Аналогично эту силу определяют в удельных показателях (МН/м2)
(МПа)
(6.8)
Для облегчения последующих построений графиков и диаграмм все расчеты различных сил и давлений сводим в общую таблицу по следующей прилагаемой схеме:
Таблица 2 – Результаты динамического расчета.
повор. коленч. вала. |
рг - р0 (МПа) |
Cos α + λ Cos 2α |
pJ (МПа)
|
pΣ=(pr – po) ±pJ (МПа) |
|
Т (МПа) |
|
Z (МПа) |
R (МПа) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
700 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
710 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
720 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
