Для відмінників!

При виконанні деяких завдань шостого розділу може знадобитися розрахунок сил, що діють у кривошипно-шатунному механізмі і не були розглянуті при побудові розгорнутої індикаторної діаграми та діаграми тангенціальної сили. Нижче приводиться методика розрахунку цих сил.

5.6. Сумарна тангенціальна сила

Для знаходження сумарної тангенціальної сили T_Σ = ΣT_si від дії всіх циліндрів, яка створює ефективний крутний момент двигуна, необхідно знати компоновку двигуна – форму колінчастого валу, розташування циліндрів та порядок їх роботи (рис 5.8 [9]). При цьому потрібно скласти таблицю порядку роботи циліндрів. Наприклад, таблиця 5.3 складена для V-подібного двигуна СМД-60 з кутом розвалу циліндрів γ = 90°, шатунними шийками KB, розташованими під кутом α = 120°, і порядком роботи 1л-1п-2л-2п-3л-3п.

Як видно з таблиці, цикли циліндрів правого і лівого рядів зміщені на кут 90° ПКВ, що дорівнює кутові розвалу циліндрів γ, а між циклами циліндрів одного ряду зміщення становить 240°, що дорівнює кутові 2α між шатунними шийками KB. При такій схемі роботи V-подібного двигуна правий і лівий ряди працюють з однаковим порядком.

Сумарну тангенціальну для всіх циліндрів силу зручно знаходити у табличній формі.

5.6.1. Табличне визначення сумарної тангенціальної сили.

Знаходження Т_Σ для всіх циліндрів виконують наступним чином: спочатку знаходять сумарну силу для пари циліндрів правого і лівого рядів, між якими зміщення становить γ (у нашому прикладі 90°), а потім обчислюють суму сил трьох пар циліндрів зі зміщенням 240°. Для виконання першого додавання досить скласти попарно елементи колонки T_s таблиці 4.1 для кутів:

0-90, 30-120, . . . 630-720, 660-30, 690-60

і одержати значення T_s1п+ Т_s1л. Таких значень буде одержано 720/t + 1. По координатах цих елементів слід побудувати криву T_s1п+ Т_s1л (рис. 5.9).

Рис. 5.8. Основні компонувальні схеми автотракторних двигунів [5]

Обчислення Т_Σ виконується аналогічно: слід знайти суму трьох елементів одержаної колонки T_s1п+ Т_s1л зі зміщенням 240°, тобто, знайти суми елементів при значеннях кута α:

0, 240 та 480; 30, 270 та 510; . . . 210, 450 та 690

градусів. Одержана колонка буде мати 720/(t·3) + 1 елементів, через те, що описує періодичну функцію з періодом 720°/3. Отже, при побудові графіка можна обмежитися побудовою лише одного періоду 0...240°.

Таблиця 5.3.

Порядок роботи циліндрів шестициліндрового V-подібного двигуна

з кутом розвалу циліндрів γ = 90°, шатунними шийками KB,

розташованими під кутом α = 120°, і порядком роботи 1л-1п-2л-2п-3л-3п

α, °ПКВ	ц и л і н д р и
	1л	1п	2л	2п	3л	3п
0	РХ	ВПУСК	ВИПУСК	СТИСК	ВПУСК	РХ
30						ВИПУСК
60		СТИСК
90				РХ
120			ВПУСК
150					СТИСК
180	ВИПУСК
210						ВПУСК
240		РХ
270				ВИПУСК
300			СТИСК
330					РХ
360	ВПУСК
390						СТИСК
420		ВИПУСК
450				ВПУСК
480			РХ
510					ВИПУСК
540	СТИСК
570						РХ
600		ВПУСК
630				СТИСК
660			ВИПУСК
690					ВПУСК
720 (0)	РХ
30						ВИПУСК

Для двигунів з рівномірним чергуванням виконання робочих ходів процес визначення Т_Σ спрощується: сума знаходиться поелементним додаванням колонки T_S з фазовим зміщенням між елементами, рівним кутові між суміжними циклами і кількістю елементів, рівною кількості циліндрів. Довжина діаграми для цього випадку буде 720°/і, де і – число циліндрів. При сумуванні слід бути уважним, не забувати враховувати знак сили Т_S.

За результатами обчислення сумарної тангенціальної сили Т_Σ будують її графік Т_Σ = f(α) (рис. 5.10) та обчислюють середнє значення крутного моменту двигуна М_к. При крокові обчислення діаграми 20 і більше градусів табличний метод дає дуже грубі результати і в цьому випадку рекомендується графічне визначення Т_Σ.

Рис. 5.9. Діаграма тангенціальної сили T_s = f(α) з добудованою діаграмою

суми сил T_s1п+ Т_s1л для правого і лівого циліндрів (кут розвалу 90º)

Рис. 5.10. Діаграма сумарної тангенціальної сили Т_Σ = f(α) для 6-ти циліндрового V-подібного двигуна з кутом розвалу циліндрів 90˚ і кутом між шатунними шийками KB 120˚. Період кривої Т_Σ становить 240˚ПКВ.