2.10 Анализ полученных результатов
В результате теплового расчета были определены параметры рабочего тела в цилиндре двигателя, а также произведены оценочные показатели процесса, позволяющие определить размеры двигателя и оценить его мощностные и экономические показатели.
3. Динамический расчет Порядок выполнения расчета для поршневого двигателя
Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма выполняется с целью определения суммарных сил и моментов, возникающих от давления газов и от сил инерции. Результаты динамического расчета используются при расчете деталей двигателя на прочность и износ.
В течение каждого рабочего цикла силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме, непрерывно изменяются по величине и направлению. Поэтому для характера изменения сил по углу поворота коленчатого вала их величины определяют для ряда различных положений вала через каждые 30 град ПКВ. В отдельных случаях через 10 град ПКВ.
Последовательность выполнения расчета следующая:
Строим индикаторную диаграмму в координатах
.Перестраиваем индикаторную диаграмму, выполненную по результатам теплового расчета, в координаты
.Определяем силу давления газов на днище поршня для положений коленчатого вала, отстоящих друг от друга на 30° ПКВ в пределах (0…720)° ПКВ.
За начало отсчета принимаем такое положение кривошипа, когда поршень находится в начале такта впуска.
Сила давления газов на днище поршня определяется по формуле
,
где
.
Результаты расчета заносятся в табл. 2.
Таблица 2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 369 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690 720 |
0.112 0.102 0.092 0.084 0.079 0.08 0.084 0.092 0.114 0.175 0.364 1.25 5.028 7.124 3,205 1,065 0,552 0.392 0.306 0.188 0.158 0.138 0.126 0.121 0.118 0.112 |
124.64 20.77 -83.1 -170.35 -216.05 -207.74 -166.19 -78.94 149.57 776.94 2742.14 11949.08 51186.6 72957.52 32249.2 10021.27 4690.72 3028.82 2139.7 914.05 598.28 394.7 274.21 220.2 186.96 124.64 |
1.275 1.004 0.363 -0.275 -0.638 -0.729 -0.725 -0.729 -0.638 -0.275 0.363 1.004 1.275 1.249 1.004 0.363 -0.275 -0.638 -0.729 -0.725 -0.729 -0.638 -0.275 0.362 1.004 1.275 |
+ + - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + |
-25327 -19934 -7201 5463 12663 14472 14402 14472 12663 5463 -7201 -19934 -25327 -24815 -19934 -7201 5463 12663 14472 14402 14472 12663 5463 -7201 -19934 -25327 |
- - - + + + + + + + - - - - - - + + + + + + + - - - |
-25202 -19913 -7284 5292 12447 14264 14235 14393 12813 6240 -4459 -7985 25860 48143 12315 2820 10153 15692 16611 15316 15070 13058 5737 -6981 -19747 -25202 |
- - - + + + + + + + - - + + + + + + + + + + + - - - |
Определяем силу инерции от возвратно-поступательно движущихся масс
Масса поступательно движущихся частей КШМ определяется из выражения
,
где
- доля массы шатуна, отнесенная к
возвратно-поступательно движущимся
массам.
.
Принимаем
.
Приближенные
значения
и
определяем с помощью таблицы
:
,
,
,
.
Тогда принимаем m
,
.
Угловая
скорость
.
При известной величине хода поршня S радиус кривошипа
.
Находим суммарную силу, действующую в кривошипно-шатунном механизме. Определение этой силы ведем путем алгебраического сложения сил давления газов и сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс
Результаты
определения
,
а также
и
заносятся
в табл.1.
Определяем нормальную силу К, направленную по радиусу кривошипа (см. рис. 1)
Рис. 1.
7. Определяем тангенциальную силу Т, направленную по касательной к окружности радиуса кривошипа (см. рис. 1)
Результаты определения К и Т заносим в табл. 3.
Таблица 3
|
|
|
|
|
|
|
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 369 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690 720 |
1.000 0.797 0.288 -0.286 -0.712 -0.935 -1.000 -0.935 -0.712 -0.286 0.288 0.797 1.000 0.981 0.797 0.288 -0.286 -0.712 -0.935 -1.000 -0.935 -0.712 -0.286 0.288 0.797 1.000 |
-25202 -15863 -2095 -1514 -8867 -13343 -14235 -13463 -9128 -1785 -1282 -6361 25860 47226 9810 811 -2904 -11179 -15539 -15316 -14097 -9302 -1641 -2008 -15731 -25202 |
- - - - - - - - - - - - + + + + - - - - - - - - - - |
0.000 0.620 0.989 1.000 0.743 0.380 0.000 -0.380 -0.743 -1.000 -0.989 -0.620 0.000 0,199 0.620 0.989 1.000 0.743 0.380 0.000 -0.380 -0.743 -1.000 -0.989 -0.620 0.000 |
0 -12351 -7201 5292 9254 5417 0 -5466 -9525 -6240 4408 4953 0 9579 7638 2788 10153 11666 6309 0 -5723 -9708 -5737 6901 12248 0 |
+ - - + + + + - - - + + + + + + + + + + - - - + + + |
