3.10. Построение индикаторной диаграммы

Рис. 1. Индикаторная диаграмма

а) карбюраторного двигателя; б) дизельного двигателя

Построение политропы сжатия (а-с)

, МПа или мм (66)

где V_а и V_x - значение объема в точке А и текущее значение. Задается в мм.

Построение политропы расширения (b-z)

, МПа или мм (67)

Теоретическое среднее индикаторное давление (средняя высота фигуры площадью F).

р_i = F/AB , МПа (68)

4. СКОРОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДВИГАТЕЛЯ

Расчетные точки кривой эффективной мощности расчитываются по формуле (72) или определяются из таблицы 2.

, кВт (69)

где А и В - коэффициенты, зависящие от конструкции двигателя, при <1 А=В=1;

при >1 для нераздельной камеры сгорания А=0,81, В=1,13;

для предкамеры А=0,6, В=1,4;

для вихрекамеры А=0,7, В=1,3;

n_х - текущее значение частоты вращения коленчатого вала двигателя, об/мин.

Таблица 2.

Данные для построения скоростной характеристики

n,	20	40	60	80	100	120
Ne	20	50	73	92	100	92	1
ge, Ж	115	100	97	95	100	115
Me	17	41	67	87	100		1
Gт

Удельный расход топлива

, кВт ч (70)

при <1 а=b=1,2; с=1

при >1 а=b=1,55; с=1.

Точки кривой крутящего момента

М_ех = 310⁴N_еx/(n_x) Нм (71)

Часовой расход топлива

G_tx = g_eхN_eх10^-3 , кг/ч (72)

для дизеля G_тxx = G_тN(0,2...0,3), кг/ч (72а)

Коэффициент приспособляемости

К_м = М_emax /М_eN (73)

Максимальные обороты холостого хода дизеля

n_xx_= (1+__р)n_H , об/мин (74)

где _р - коэффициент неравномерности регулятора, _Р =0,07-0,08.

Рис. 2. Скоростная характеристика

а) карбюраторного двигателя; б) дизельного двигателя

5. ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КШМ

Целью динамического расчета является определение усилий на деталях цилиндро-поршневой' группы и в деталях кривошипно-шатунного механизма при разных углах поворота коленчатого вала .

Схема сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме представлена на рисунке 3.

5.1. Избыточное давление газов в цилиндре

Р_и.г. = Р-Р_о , МПа (75)

где р - давление в цилиндре, определенное по индикаторной диаграмме при данном значении , МПа;

Р₀ - принятое атмосферное давление, МПа.

5.2. Сила давления газов на поршень:

Р_г= Р_г.и. F_п/1000 , кН (76)

где F_п - площади поршня, мм².

Рис. 3. Силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме

5.3. Силы инерции

Сила инерции возврательно-поступательно движущихся масс:

P_j = - m_j j_n/1000 , кН (77)

где m_j - масса деталей КШМ, совершающих возвратно-поступательное движение, кг;

m_j = m_пк + (0,2...0,3) m_шк , кг (78)

m_пк и m_шк - массы поршневого и шатунного комплектов, кг.

Определяются по справочной литературе [1, стр 210]

J_n - текущее ускорение -поршня, -м/с²,

J_n = R²(соs + соs2 + еsin) (79)

где R - радиус кривошипа коленчатого вала, м;

 - угловая скорость вращения коленчатого вала двигателя, рад/с.

 - постоянная КШМ, =R/l_шатуна;

е - дезоксиал, м.

Центробежная сила инерции вращающихся масс (Р_s для всех значений  одинакова)

Р_s = - m_s.R²/1000 , кН (80)

где m_s - масса вращающихся деталей, кг;

m_s = m_шш + 2m_щ/R + (0,7...0,8)m_шк , кг (81)

m_шш и m_щ - массы шатунной шейки и средней части двух щек кривошипа, кг;

 - радиус центра тяжести щек кривошипа, м.

5.4. Суммарная сила, действующая на поршень:

Р = P_r + P_J , кН (82)

5.5. Нормальная сила, действующая перпендикулярно оси цилиндра и прижимающая поршень к цилиндру

N = Рtg , кН (83)

где  - угловое перемещение шатуна;

(84)

5.6. Сила, действующая по радиусу кривошипа

Z = Рcоs(+)/соs , кН (85)

5.7. Тангенциальная сила, направленная по касательной к ок­ружности радиуса кривошипа

Т = Рsin(+)/соs , кН (86)

5.8. Сила, действующая вдоль оси шатуна

К = P/cos , кН (87)

5.9. Результирующая сила, действующая по радиусу кривошипа

Z = Z' + P_s , кН (88)

5.10. Сила, действующая на шатунную шейку коленчатого вала

, кН (89)

5.11. Крутящий момент одного цилиндра:

M_кр=ТR1000 , Нм (90)

Результаты динамического расчета заносятся в таблицу 3.

Таблица 3.