7.Динамический анализ кривошипно-шатунного механизма.

К основным силам, действующим в кривошипно-шатунном механизме, относят: силы давления газов на поршень, силы инерции масс движущихся частей и полезное сопротивление на колесах заднего моста автомобиля. Силами трения в кривошипно-шатунном механизме пренебрегаем из – за их небольшой величины.

Силы давления газа не поршень находится в прямой зависимости от рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания (см. индикаторные диаграммы (рис.3, рис.4)).

Давление газа на поршень изменяется в зависимости от угла поворота кривошипа и для любого положения поршня определяется по индикаторной диаграмме для данного варианта исходных данных и заносится в таблицу 3.

Силы инерции зависят от масс движущихся деталей и числа оборотов двигателя График зависимости сил инерции от угла поворота кривошипа коленчатого вала представлен на развернутой индикаторной диаграмме (рис. 4).

Мгновенная сила от давления газов, действующая на поршень:

P=P_Ʃ *F=P_Ʃ *(π*Д² /4); МН;

Где: Д - диаметр цилиндра (0,0080м=80мм)

P _r – давление газов на поршень

Движущее усиление П_д = Р+Р_и равна сумме силы от давления газов на поршень Р и сил инерции движущихся частей Р_и

_;

Сила давления газов на поршень Р (см. рис. 5) разлагается на силу, направленную по оси шатуна Р_ш, и силу, перпендикулярную оси цилиндра Р_н.

P _ш=P_д /Cosβ и P_н=P_д*tgβ

Сила Р_ш стремиться сжать или растянуть шатун, а сила Р_н, прижимает поршень к стене цилиндра и направлена в сторону, противоположную вращения двигателя.

Сила Р_ш может быть перенесена по лини её действия в центр шейки кривошипа и разложена на тангенциальную силу Р_т, касательную и окружности, и радиальную силу Р_р. Действующую п о радиусу кривошипа P _p= P _ш*Cos(α+β)= P_д*(Cos(α+β)/Cosβ)

Сила Р_т и Р_т образуют на коленчатом валу пару сил с плечом R, момент который приводит во вращение коленчатый вал и называется крутящим моментом двигателя.

* R;

где Р_т = Р_д

R – радиус кривошипа в м.

На подшипники коленчатого вала действует сила Р’_ш, которая может быть разложена на силу Р’ = P’_н и Р = Р_н.

Значение расчетных величин занести в таблицу 3 и построить зависимости от .

Рассчитаем _;

P _ш=P_д /Cosβ

P ш (0) 0,085*1= 0,085	P ш (390) 0,085*(-0,99)=-0,084
P ш (30) 0,085*0,99=0,084	P ш (420) 0,085*(-0,98)=0,083
P ш (60) 0,085*0,98=0,083	P ш (450) 0,085*(-0,97)=0,082
P ш (90) 0,085*0,97=0,082	P ш (480) 0,085*(-0,98)=0,083
P ш (120) 0,085*0,98=0,083	P ш (510) 0,085*(-0,99)=-0,084
P ш (150) 0,085*0,99=0,084	P ш (540) 0,085*1=0,085
P ш (180) 0,085*1=0,085	P ш (570) 0,085*0,99=0,084
P ш (210) ) 0,085*(-0,99)=-0,084	P ш (600) 0,085*0,98=0,083
P ш (240) ) 0,085*(-0,98)=0,083	P ш (630) 0,085*0,97=0,082
P ш (270) ) 0,085*(-0,97)=0,082	P ш (660) 0,085*0,98=0,083
P ш (300) ) 0,085*(-0,98)=0,083	P ш (690) 0,085*0,99=0,084
P ш (330) 0,085*(-0,99)=-0,084	P ш (720) 0,085*1=0,085
P ш (360) ) 0,085*(-1)=-0,085

P_н (0) 0,085*0=0 P_н (30) 0,085*0,13=0,011

P_н (60) 0,085*0,22=0,019 P_н (90) 0,085*0,26=0,022 P_н (120) 0,085*0,22=0,019 P_н (150) 0,085*0,13=0,011

P_н (180) 0,085*0=0 P_н (210) 0,085*(-0,13)=-0,011

P_н (240) 0,085*(-0,22)=-0,019 P_н (270) 0,085*(-0,26)=-0,022

P_н (300) 0,085*(-0,22)=-0,019 P_н (330) 0,085*(-0,13)=-0,011

P_н (360) 0,085*0=0 P_н (390) 0,085*(-0,13)=-0,011

P_н (420) 0,085*(-0,22)=-0,019 P_н (450) 0,085*(-0,26)=-0,022

P_н (480) 0,085*(-0,22)=-0,019 P_н (510) 0,085*(-0,13)=-0,011

P_н (540) 0,085*0=0 P_н (570) 0,085*0,13=0,011

P_н (600) 0,085*0,22=0,019 P_н (630) 0,085*0,26=0,022

P_н (660) 0,085*0,22=0,019 P_н (690) 0,085*0,13=0,011

P_н (720) 0,085*0=0

P _p= P _ш*Cos(α+β)= P_д*(Cos(α+β)/Cosβ)

Р_р (0) 0,085*1=0,085 Р_р (30) 0,085*0,8=0,068

Р_р (60) 0,085*0,31=0,026 Р_р (90) 0,085*(-0,26)=-0,022

Р_р (120) 0,085*(-0,69)=-0,059 Р_р (150) 0,085*(-0,93)=-0,079

P _т (0) 0,85*0=0 P _т (30) 0,085*0,61=0,03

P _т (60)0,085*0,98=0,05 P _т (90)0,085*1=0,06

P _т (120)0,085*0,75=0,04 P _т (150)0,085*0,39=0,02

М_дв (0) 0,085*0*0,85=0 М_дв (30) 0,085*0,61*0,085=0,031

М_дв (60)0,085*0,98*0,085=0,049 М_дв (90)0,085*1*0,085=0,051

М_дв (120) 0,085*0,75*0,085=0,038 М_дв (150) 0,085*0,39*0,085=0,019

α, град. ПКВ	Β	Cosβ	Pд мн	PƩ мПа	Pш Мн	Tgβ	Pp мн	Cos(α+β)/Cosβ	Pн мн	Sin(α+β)/Cosβ	Pт мн	Mкр мн*м
0	0’	1,0	0,085	20	0,085	0	0,085	1,0	0	0	0	0
30	7 ͦ 11’	0,99	0,085	20	0,084	0,13	0,068	0,8	0,011	0,61	0,03	0,0031
60	12 ͦ30’	0,98	0,085	20	0,083	0,22	0,026	0,31	0,019	0,98	0,05	0,0049
90	14 ͦ29 ’	0,97	0,085	20	0,082	0,26	-0,022	-0,26	0,022	1,0	0,06	0,0051
120	12 ͦ30 ’	0,98	0,085	20	0,083	0,22	-0,059	-0,69	0,019	0,75	0,04	0,0038
150	7 ͦ11 ’	0,99	0,085	20	0,084	0,13	-0,079	-0,93	0,011	0,39	0,02	0,0019
180	0	1,0	0,085	20	0,085	0	-0,085	-1	0	0	0	0
210	-7 ͦ11 ’	-0,99	0,085	20	-0,084	-0,13	-0,079	-0,93	-0,011	-0,3	-0,02	-0,0019
240	-12 ͦ30 ’	-0,98	0,085	20	-0,083	-0,22	-0,059	-0,69	-0,019	-0,75	-0,04	-0,0038
270	-14 ͦ29 ’	-0,97	0,085	20	-0,082	-0,26	-0,022	-0,26	-0,022	-1,0	-0,06	-0,0051
300	-12 ͦ30 ’	-0,98	0,085	20	-0,083	-0,22	0,026	0,31	-0,019	-0,98	-0,05	-0,0049
330	-7 ͦ 11 ’	-0,99	0,085	20	-0,084	-0,13	0,068	0,8	-0,011	-0,61	-0,03	-0,0031
360	0	-1,0	0,085	20	-0,085	0	0,085	1,0	0	0	0	0
390	-7 ͦ 11 ’	-0,99	0,085	20	-0,084	-0,13	0,068	0,8	-0,011	-0,61	-0,03	-0,0031
420	-12 ͦ30 ’	-0,98	0,085	20	-0,083	-0,22	0,026	0,31	-0,019	-0,98	-0,05	-0,0049
450	-14 ͦ29 ’	-0,97	0,085	20	-0,082	-0,26	-0,022	-0,26	-0,0122	-1,0	-0,06	-0,0051
480	-12 ͦ30 ’	-0,98	0,085	20	-0,083	-0,22	-0,059	-0,69	-0,019	-0,75	-0,04	-0,038
510	-7 ͦ 11 ’	-0,99	0,085	20	-0,084	-0,13	-0,079	-0,93	-0,011	-0,39	-0,02	-0,0019
540	0	1,0	0,085	20	0,085	0	-0,085	-1,0	0	0	0	0
570	7 ͦ 11 ’	0,99	0,085	20	0,084	0,13	-0,079	-0,93	0,011	0,39	0,02	0,0019
600	12 ͦ30 ’	0,98	0,085	20	0,083	0,22	-0,059	-0,69	0,019	0,75	0,04	0,0038
630	14 ͦ29 ’	0,97	0,085	20	0,082	0,26	-0,022	-0,26	0,022	1	0,06	0,0051
660	12 ͦ30 ’	0,98	0,085	20	0,083	0,22	0,026	0,31	0,019	0,98	0,05	0,0049
690	7 ͦ 11 ’	0,99	0,085	20	0,084	0,13	0,068	0,8	0,011	0,61	0,03	0,0031
720	0	1,0	0,085	20	0,085	0	0,085	1,0	0	0	0	0