4.1 Диаграмма движущих усилий
Для построения диаграммы движущих усилий необходимо задаться следующими исходными данными:
1. Средняя угловая скорость вращения коленчатого вала
;
;
2.
Отношение радиуса шатуна к его длине
;
3.
Значение массы поступательно движущихся
частей
для двухтактного
СОД.
Далее необходимо:
1. Построенная индикаторная диаграмма (развёрнутая или обычная);
2. Необходимо под имеющейся индикаторной диаграммой построить кривую сил инерции по способу Толле. Для этого определим значения сил инерции в верхней и нижней мёртвой точках:
;
,
где R – радиус шатуна (можно определить из индикаторной диаграммы как половину хода поршня), равный 0,085м.
Тогда:
;
.
Отрезок, откладываемый вниз от точки пересечения прямой, соединяющей значения сил инерции в мёртвых точках, с линией атмосферы, составит:
,
что в масштабе диаграммы есть 289/20=14,45мм. Все дальнейшие действия производим, в точности руководствуясь способом Толле.
3. необходимо построить бицентровую диаграмму Брикса, позволяющую найти действительные величины сил по ходу поршня в зависимости от угла поворота кривошипа. Интервал между точками диаграммы движущих усилий назначим 10 градусов. Вышеизложенные построения и снятие значений движущих усилий с диаграммы иллюстрирует рис. 1 приложения.
4.2 Диаграмма касательных усилий
Диаграмму касательных усилий можно построить следующим способом:
1. Необходимо с диаграммы движущих усилий снять значения последних по ходу поршня через каждые 10 градусов.
2. Искомое значение касательного усилия Pк при данном угле поворота радиуса мотыля находится от снятого с диаграммы движущих усилий значения в следующей зависимости:
.
Значения
множителя
в зависимости от
угла поворота радиуса мотыля при данном
берутся из справочных
таблиц.
Результаты расчёта касательных усилий представлены в таблице 3.
Таблица 3
Угол поворота мотыля, град |
Значение
|
Значение удельной силы Рд |
Значение касательной силы Рк |
Угол поворота мотыля, град |
Значение |
Значение удельной силы Рд |
Значение касательной силы Рк |
0 |
0 |
4,5 |
0 |
180 |
0 |
0,316 |
0 |
10 |
0,2144 |
4,5 |
0,9648 |
190 |
-0,1309 |
0,316 |
-0,0413644 |
20 |
0,4187 |
4,5 |
1,88415 |
200 |
-0,2614 |
0,316 |
-0,0826024 |
30 |
0,6038 |
2,98 |
1,799324 |
210 |
-0,3909 |
0,316 |
-0,1235244 |
40 |
0,7614 |
1,831 |
1,3941234 |
220 |
-0,5181 |
0,316 |
-0,1637196 |
50 |
0,8854 |
1,217 |
1,0775318 |
230 |
-0,6406 |
0,308 |
-0,1973048 |
60 |
0,9769 |
0,831 |
0,8118039 |
240 |
-0,7551 |
0,29 |
-0,218979 |
70 |
1,0224 |
0,713 |
0,7289712 |
250 |
-0,857 |
0,27 |
-0,23139 |
80 |
1,0289 |
0,623 |
0,6410047 |
260 |
-0,9407 |
0,256 |
-0,2408192 |
90 |
1 |
0,577 |
0,577 |
270 |
-1 |
0,233 |
-0,233 |
100 |
0,9407 |
0,56 |
0,526792 |
280 |
-1,0289 |
0,197 |
-0,2026933 |
110 |
0,857 |
0,542 |
0,464494 |
290 |
-1,0224 |
0,162 |
-0,1656288 |
120 |
0,7551 |
0,54 |
0,407754 |
300 |
-0,9769 |
0,145 |
-0,1416505 |
130 |
0,6406 |
0,393 |
0,2517558 |
310 |
-0,8854 |
0,19 |
-0,168226 |
140 |
0,5181 |
0,316 |
0,1637196 |
320 |
-0,7614 |
0,4 |
-0,30456 |
150 |
0,3909 |
0,316 |
0,1235244 |
330 |
-0,6038 |
0,844 |
-0,5096072 |
160 |
0,2614 |
0,316 |
0,0826024 |
340 |
-0,4187 |
1,371 |
-0,5740377 |
170 |
0,1309 |
0,316 |
0,0413644 |
350 |
-0,2144 |
2,043 |
-0,4380192 |
180 |
0 |
0,316 |
0 |
360 |
0 |
2,64 |
0 |
Чтобы
нагляднее показать зависимость Рк
от Рд,
ниже приведён рисунок 1, демонстрирующий,
что движущее усилие раскладывается на
нормальное Рн
и действующее по оси шатуна Рш,
которое, в свою очередь, может быть
разложено на радиальное Рр
и касательное Рк
усилия, величины которых зависят от
углов
и
.
Рис.1 К аналитическому методу определения усилий
3. Необходимо для осей ординат и абсцисс, которые будут являться осью касательных усилий и осью углов поворота радиуса мотыля соответственно, выбрать масштабы. Затем в данных координатных осях строятся точки, соответствующие значениям абсцисс и ординат при данном угле поворота радиуса мотыля. Точки соединяются плавной кривой.