Аналитический метод

Для построения линий процессов сжатия и расширения задаются несколькими (не менее шести) промежуточными значениями объема в интервале рабочего хода поршня , например и т.д.

Тогда величины давлений (МПа), соответствующие промежуточным значениям объемов, для процесса политропного сжатия определятся по формулам:

Для процесса политропного расширения

Данные подсчета сводятся в таблицу 1

Таблица 1 - Результаты подсчета ординат промежуточных точек политроп сжатия и расширения

Принятые значения объемов л	Ординаты политропы сжатия МПа	Ординаты политропы расширения МПа
0,09	1,22	4,71
0,14	0,62	2,7
0,2	0,38	1,72
0,26	0,26	1,24
0,32	0,2	0,95
0,38	0,16	0,77
0,42	0,14	0,67
0,48	0,11	0,57
0,54	0,1	0,49
0,59	0,09	0,41

Через точки а, С и полученные промежуточные проводят плавную кривую - политропу сжатия. Через точки Z, b и полученные промежуточные проводят другую плавную кривую - политропу расширения.

3 Динамический расчет двигателя

3.1 Построение развернутой индикаторной диаграммы

Динамический расчет двигателя заключается в определении величин сил и моментов, возникающих от давления газов и сил инерции. Построенную на основании теплового расчета индикаторную диаграмму для дальнейших расчетов удобнее представить развернутой, т.е. перестроить из координат p-V в координаты p-. Построение производят следующим образом. Отрезок представляющий рабочий объем цилиндра и в то же время ход поршня, делят пополам. Радиусом равным половине описывают полуокружность из точки Ц. Вправо от точки Ц откладывают отрезок ЦБ, равный

. (3.1)

Отрезок ЦБ называют поправкой Брикса. Из точки Б - полюса Брикса произвольным радиусом проводят вспомогательную полуокружность и делят на 6 частей Из полюса Брикса через деления проводят лучи до пересечения с наружной окружностью и проводят перпендикуляры до пересечения с линиями сжатия и расширения индикаторной диаграммы. Полученные точки пересечения сносят (проектируют) на перпендикуляры, восстановленные к оси абсцисс развернутой диаграммы из точек, соответствующих углам поворота кривошипа коленчатого вала. Кривая, проведенная через полученные точки пресечений, является развернутой индикаторной диаграммой за рабочий цикл. Давление газов на поршень определяется как избыточное давление газов в цилиндре двигателя соответствующее углам поворота кривошипа коленчатого вала. На участке всасывания и в начале процесса сжатия избыточные давления имеют отрицательные значения. Возвратно-поступательно движущиеся массы кривошипно-шатунного механизма создают силы инерции.

(3.2)

где - сила инерции первого порядка;

- сила инерции второго порядка.

.

Таким образом,

Значения в зависимости от угла поворота коленчатого вала и значения находят по приложению 2 Методических указаний

Массу возвратно-поступательно движущихся частей кривошипно-шатунного механизма найдём как сумму,

, (3.3)

где - масса поршневого комплекта;

- масса шатуна.

.

Значения и отнесенные к площади днища поршня найдём из приложения 1 Методических указаний

Тогда силы инерции, подобно силам давления газов, имеют размерность МПа, т.е. отнесены к площади днища поршня (удельные силы).

Тогда для =

МПа.

Суммарная удельная сила, действующая на поршень определяется как алгебраическая сумма сил, соответствующих углам поворота коленчатого вала, МПа

(3.4)

МПа.

Подсчитаем силы инерции от вращательно-движущихся масс (МПа):

МПа. (3.5)

где

Таблица 2 - Удельные силы инерции в зависимости от угла поворота кривошипа

Угол поворота град.		МПа
0	1,27	0,0758
30	1,001	-0,0267
60	0,365	-0,0219
90	-0,27	-0,0096
120	-0,635	0,0203
150	-0,731	0,0239
180	-0,73	-0,0131
210	-0,731	-0,0432
240	-0,635	0,0276
270	-0,27	0,0244
300	0,365	-0,0129
330	1,001	-0,0008
360	1,27	-0,0451
375	1,2	-0,0404
420	1,001	0,0513
450	0,365	0,0143
480	-0,27	-0,0250
510	-0,635	-0,0314
540	-0,731	0,0291
570	-0,73	0,0128
600	-0,731	0,0159
630	-0,635	-0,0545
660	-0,27	0,0051
690	0,365	0,0427
720	1,001	-0,0087