- •Введение
- •1 Расчет и выбор исходных параметров
- •2.1 Топливо
- •2.2 Параметры рабочего тела
- •2.3 Параметры окружающей среды и остаточных газов
- •2.4 Расчет параметров в конце процесса впуска
- •2.5 Процесс сжатия
- •2.6 Процесс сгорания
- •2.7 Процесс расширения
- •2.8 Индикаторные и эффективные параметры рабочего цикла, основные параметры цилиндра и двигателя
- •2.9 Построение индикаторной диаграммы
- •3 Расчет и построение внешней скоростной характеристики
- •4 Динамический расчет кшм с применением эвм
- •4.1 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма
- •4.2 Расчет сил инерции
- •4.3 Расчет суммарных сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме
- •4.4 Расчет сил, действующих на шатунную шейку коленчатого вала
- •4.5 Построение графиков сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме
- •4.6 Построение диаграммы износа шатунной шейки
- •5 Патентно-информационный поиск аналогов заданного типа двс
- •6 Обоснование и выбор механизмов и систем двигателя
- •7 Расчет турбокомпрессора
- •8 Техническая характеристика двигателя
- •Заключение
- •Список литературы
- •Приложение а
4.1 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма
Для упрощения динамического расчета действительный КШМ заменяется эквивалентной системой сосредоточенных масс (рисунок 4.2), которая состоит из массы mJ, совершающей возвратно-поступательное движение и сосредоточенной в точке А, и массы mR, совершающей вращательное движение и сосредоточенной в точке В.
Сосредоточенные массы mJ, кг, и mR, кг, определяются по формулам:
mJ = mП + mШП; mR = mК + mШК, (4.3)
где mП – масса поршневой группы, кг;
mШП – часть массы шатунной группы, сосредоточенная в точке А (на оси поршневого пальца), кг; mШП = 0,275 mШ;
mШК – часть массы шатунной группы, сосредоточенная в точке В (на оси кривошипа), кг; mШК = 0,725 mШ;
mК – часть массы кривошипа, сосредоточенная в точке В.
Рисунок 4.2 – Схемы системы сосредоточенных масс, динамически эквивалентной кривошипно-шатунному механизму
Полная масса шатунной группы mШ, кг, равна:
mШ = mШП + mШК. (4.4)
Часть массы кривошипа mК, кг, определяется по формуле
mК = mШШ + 2 mЩ /r, (4.5)
где mШШ – масса шатунной шейки с прилегающими частями щек, кг;
mЩ – масса средней части щеки, заключенная в контуре abсd, центр тяжести которой расположен на расстоянии от оси вращения вала.
Для приближенного определения значений mП и mШ следует использовать конструктивные массы mi' (массы, отнесенные к площади поршня), значения которых представлены в [1, таблица 4.1], то есть по формулам:
mП = mП' FП; (4.6)
mП = 200 0,00785 = 1,57 кг;
mШ = mШ' FП; (4.7)
mШ = 250 0,00785 = 2,355 кг.
По формуле (4.3) получаем:
mJ = 1,57 + 0,285 2,355 ≈ 2,241 кг.
4.2 Расчет сил инерции
Силы инерции, действующие в КШМ, в соответствии с характером движения приведенных масс (см. рисунок 4.1) подразделяются на силы инерции поступательно движущихся масс РJ и центробежные силы инерции вращающихся масс KR.
Значение силы РJ , Н, определяется по формуле
РJ = – mJ j, (4.7)
где j – ускорение поршня, м/с2. Причем:
j = r (cos + λcos 2). (4.8)
Значение силы KR, Н, определяется по формуле
KR = – mR r . (4.9)
Центробежная сила инерции КR является результирующей двух сил:
– силы инерции вращающихся масс шатуна КRШ, Н, равной:
КRШ = ; (4.10)
КRШ = = − 0,096 Мпа.
– силы инерции вращающихся масс кривошипа KRK, Н, равной:
KRK = – mК r . (4.11)
Силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс РJ действуют по оси цилиндра и как силы давления газов, являются положительными, если направлены к оси коленчатого вала. Центробежная сила инерции KR действует по радиусу кривошипа и направлена от оси коленчатого вала.