III. Динамика. Силы давления газов.

Индикаторную диаграмму, полученную в тепловом расчете, развертываем по углу поворота кривошипа по методу Брикса.

Поправка Брикса:

,

где М_s – масштаб хода поршня на индикаторной диаграмме.

Масштабы развернутой диаграммы: давлений и удельных сил

М_р= 0,05 МПа в мм; полных сил М_р = М_р·F_п= 0,05·0,00332 = 0,000166 МН

в мм, или М_р= 166 Н в мм.

По развернутой диаграмме через каждые 10º угла поворота кривошипа определяем значения и заносим в табл. 14 динамического расчета.

Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма.

По табл.8.1 [2] с учетом диаметра цилиндра, отношения S/D, рядного расположения цилиндров и достаточно высокого значенияр_zустанавливаем:

масса поршневой группы(для поршня из алюминиевого сплава принятоm'_п= 137,75 кг/м²):

;

масса шатуна(для стального кованого шатуна принятоm'_ш= 182,5 кг/м²):

;

масса неуравновешенных частей одного колена вала без противовесов(для литого чугунного вала принятоm'_к= 182,5 кг/м²):

;

масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца:

;

масса шатуна, сосредоточенная на оси кривошипа:

;

массы, совершающие возвратно-поступательное движение:

;

массы, совершающие вращательное движение:

.

Удельные и полные силы инерции.

Из табл. 13 переносим значения jв табл. 14 и определяем значения удельной силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс:

.

Для 0º:

,

для остальных случаев аналогично.

Центробежная сила инерции вращающихся масс:

.

Центробежная сила инерции вращающихся масс шатуна:

.

Центробежная сила инерции вращающихся масс кривошипа:

.

Удельные суммарные силы.

Удельная сила, сосредоточенная на оси поршневого пальца:

.

Все расчеты проводим для φ= 0º:

.

Удельная нормальная сила:

.

Значения tgβ определяем дляλ= 0,285 по табл. 8.2 [2] и заносим в табл.13 и значениеp_N– в табл.14.

.

Удельная сила, действующая вдоль шатуна:

.

Удельная сила, действующая по радиусу кривошипа:

.

Удельная и полная тангенциальные силы(МПа и кН):

и.

Таблица 14

Основные результаты расчета

град.	j	Pj	P	ΔPг	tg	pN	1/cosβ
0	15101	-2,917	-2,917	0	0	0	1
30	14722	-2,293	-2,294	0,001	0,141	-0,323	1,01
60	4247	-0,820	-0,821	0,001	0,248	-0,203	1,03
90	-3303	0,638	0,639	0,001	0,289	0,184	1,041
120	-7550	1,459	1,461	0,002	0,248	0,361	1,03
150	-8565	1,655	1,658	0,003	0,141	0,233	1,01
180	-8494	1,641	1,645	0,004	0	0	1
210	-8565	1,655	1,659	0,0045	-0,141	-0,233	1,01
240	-7550	1,459	1,484	0,025	-0,248	-0,367	1,03
270	-3303	0,638	0,714	0,0755	-0,289	-0,206	1,041
300	4247	-0,820	-0,607	0,2135	-0,248	0,15	1,03
330	14722	-2,293	-1,676	0,617	-0,141	0,236	1,01
360	15101	-2,917	-1,089	4,007	0	0	1
390	14722	-2,293	0,377	2,67	0,141	0,053	1,01
420	4247	-0,820	0.418	1,238	0,248	0,104	1,03
450	-3303	0,638	1,284	0,646	0,289	0,371	1,041
480	-7550	1,459	1,898	0,439	0,248	0,471	1,03
510	-8565	1,655	1,971	0,316	0,141	0,278	1,01
540	-8494	1,641	1,805	0,1645	0	0	1
570	-8565	1,655	1,755	0,1005	-0,141	-0,247	1,01
600	-7550	1,459	1,537	0,078	-0,248	-0,381	1,03
630	-3303	0,638	0,705	0,067	-0,289	-0,204	1,041
660	4247	-0,820	-0,766	0,054	-0,248	0,19	1,03
690	14722	-2,293	-2,250	0,043	-0,141	0,317	1,01
720	15101	-2,917	-2,917	0,000	0	0	1

Таблица 14 (продолжение)

град.	Ps	cos(φ+β)/cosβ	Pk	sin(φ+β)/ cosβ	PT	Т	Мкр.ц.
0	-2,917	1	-2,917	0	0	0	0
30	-2,315	0,795	-1,82	0,622	-1,42	-4,734	-153,87
60	-0,845	0,285	-0,233	0,99	-0,81	-2,696	-87,637
90	0,664	-0,289	-0,184	1	0,638	2,118	68,851
120	1,502	-0,715	-1,042	0,742	1,08	3,593	116,772
150	1,671	-0,937	-1,55	0,378	0,625	2,076	67, 483
180	1,640	-1	-1,64	0	0	0	0
210	1,680	-0,937	-1,55	-0,378	-0,63	-2,082	-67,667
240	1,530	-0,715	-1,06	-0,742	-1,1	-3,656	-118,773
270	0,742	-0,289	-0,206	-1	-0,713	-2,369	-76,998
300	-0,625	0,285	-0,172	-0,99	0,600	1,995	64,631
330	-1,692	0,795	-1,332	-0,622	1,04	3,46	112,46
360	-1,089	1	1,089	0	0	0	0
390	0,381	0,795	0,299	0,622	0,23	0,779	25,324
420	0,430	0,285	0,119	0,99	0,41	1,373	44,607
450	1,336	-0,289	-0,37	1	1,28	4,262	138,501
480	1,954	-0,715	-1,356	0,742	1,41	4,674	151,918
510	1,99	-0,937	-1,84	0,378	0,74	2,473	80,372
540	1,805	-1	-1,805	0	0	0	0
570	1,772	-0,937	-1,64	-0,378	-0,66	-2,203	71,582
600	1,582	-0,715	-1,098	-0,742	-1,14	-3,785	123,016
630	0,733	-0,289	-0,203	-1	-0,704	-2,339	76,027
660	-0,790	0,285	-0,218	-0,99	0,76	2,521	81,923
690	-2,273	0,795	-1,788	-0,622	1,4	4,647	151,017
720	-2,917	1	-2,917	0	0	0	0

По данным табл. 14 строим графики изменения удельных сил р_j, p, p_s, p_N, p_к ир_Ти зависимости от изменения угла поворота коленчатого валаφ .

Среднее значение тангенциальной силы за цикл:

по данным теплового расчета:

,

где Т_ср– среднее значение тангенциальной силы за цикл, МН;

р_i– среднее индикаторное давление, МПа;

τ – тактность двигателя.

;

по площади, заключенной между кривой р_Ти осью абсцисс:

,

где и–соответственно положительные и отрицательные площади, заключенные под кривойр_Т, мм²;

М_р – масштаб полных сил, МН в мм.

.

;

ошибка .