Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Строков В.Л. Тепловой и динамич расчет двигател...doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
927.74 Кб
Скачать

4.2. Построение индикаторной диаграммы дизеля

Индикаторная диаграмма 4-тактного дизеля строится аналогично построению индикаторной диаграммы бензинового двигателя.

Различие в построении заключается в том, что политрона расширения дизеля строится не из точки z, а из точки z/ .

Положение точки z/ определяется степенью предварительного расширения .

Отрезок zz/ =ОА·( -1), мм.

  1. Динамический расчет Основной задачей динамического расчета является определение сил, действующих в кривошипно – шатунном механизме проектируемого двигателя.

5.1. Построение индикаторной диаграммы в р – φ координатах

1) Скругленную индикаторную диаграмму, построенную по результатам теплового расчета двигателя, необходимо перестроить из Р – V координат в Р – φ координаты, где φ – угол поворота коленчатого вала. Перестроение выполняют методом Брикса с учетом поправки на длину шатуна

или ,

где R – радиус кривошипа, lш – длина шатуна.

Перестроенная диаграмма представляет собой диаграмму избыточных сил давления газов в цилиндре. За начало отсчета принимается точка r.

На отрезке АВ, проведенном параллельно оси абсцисс индикаторной диаграммы, описывается полуокружность радиусом R с центром О. Затем через 20…300 из этого центра проводятся лучи (радиусы).

От центра О вправо откладывается величина , и из полученной точки О/ проводятся лучи, параллельные радиусам, проведенным из центра О. Из точек пересечения этих лучей с полуокружностью возводятся вертикали до пересечения с линиями индикаторной диаграммы (рис. 5.1.).

Измеряются отрезки вертикалей от атмосферной линии до линий индикаторной диаграммы и переносятся на соответствующие углы поворота на абсциссу φ диаграммы в Р – φ координатах. Затем полученные точки обводятся плавной кривой, которая будет характеризовать избыточное давление в цилиндре за все четыре цикла. В случае необходимости на отдельных участках находят давления газов в промежуточных точках между лучами, проведенными из точки О/ .

Рис. 5.1. Графики динамического расчета

2) Руководствуясь найденными размерами Dц, S, R и lш и пользуясь статистическими данными и соотношениями размеров прототипов, делают эскиз кривошипного механизма двигателя с прикидкой основных размеров поршня, шатуна и коленчатого вала с целью определения величины движущихся масс поршня mп и шатуна mш, а также mi, исходя из выбранных конструктивных масс этих деталей. Веса поршневого комплекта и верхней головки шатуна необходимо принимать согласно таблице 5.1, в которой приведены данные некоторых двигателей.

Массу возвратно – поступательно движущихся частей кривошипно – шатунного механизма можно определить по выражению

,

где g = 9,81 м/с2 .

Таблица 5.1.

Массы поршней и шатунов автомобильных и тракторных двигателей, отнесенные к площади поршня

Тип двигателя

Удельная масса, кг/м2 (г/см2)

Поршни из алюминиевого сплава

Поршни из чугунного сплава

Шатуна стального сплава

Карбюраторные (бензиновые) двигатели

100…150

(10…15)

120…280

(12…28)

120…200

(12…20)

Автомобильные дизели

200…250

(20…25)

300…400

(30…40)

Тракторные дизели

200…300

(20…30)

250…400

(25…40)

350…550

(35…55)

3) Выбирают значение λ и вычисляют значения сил инерции возвратно – поступательно движущихся масс Рj , пользуясь таблицей 5.2, в которой приведены значения выражения cos φ +λ cos для различных значений углов φ поворота коленчатого вала. Результаты рекомендуется вносить в сводную таблицу 5.6 динамического расчета.

Значение λ выбирают исходя из компоновочной схемы:

.

Сила инерции возвратно – поступательно движущихся масс, отнесенная к единице площади поршня (1 см2), определяется по формуле:

,

где Fп – площадь поршня, см­2; R – радиус кривошипа (R = 0,5 S), м; ω – угловая скорость коленчатого вала, 1/сек ; λ – отношения радиуса кривошипа к длине шатуна; φ – угол поворота кривошипа.

  1. Строят развернутую диаграмму для Рj по углу поворота коленчатого вала и графическим суммированием находят кривую суммарной силы , приложенной к оси поршневого пальца

.

Значения вносят в сводную таблицу 5.6.

  1. Пользуясь таблицами 5.3, 5.4, 5.5 геометрических функций определяют значения боковой, тангенциальной и радиальной сил

; ; .

Таблица 5.2.