3.5. Вычисление площади.

По индикаторной диаграмме определяют среднее индикаторное давление . С этой целью необходимо вначале определить площадь индикаторной диаграммы заключенную между линиями расширения и сжатия, т. е. в контуре . Площадь в масштабе пропорциональна работе газов за цикл .

Для вычисления площади отрезок делят на 10 равных частей и определяют величины ординат , заключенных между линиями сжатия и расширения. Приближенное значение площади:

L =138мм

Приближённое значение площади в вычисляют по формуле трапеций

Средняя высота прямоугольника площадью и основанием :

Масштаб давлений на индикаторной диаграмме:

Расчетное среднее индикаторное давление:

Разница расчетного вычисленного по формуле и определенного из диаграммы:

4. Кинематический расчет характеристик движения поршня.

Целью кинематического расчета является определение перемещения S, скорости и ускорения поршня в зависимости от угла поворота кривошипа коленчатого вала и построение графиков этих зависимостей.

Перемещение, скорость и ускорение поршня в зависимости от угла поворота кривошипа для аксиального кривошипно-шатунного механизма определяются из выражений:

где - радиус кривошипа, м;

- постоянная кривошипно-шатунного механизма;

- длина шатуна, м;

- угловая скорость вращения коленчатого вала, рад/с;

- угол поворота кривошипа коленчатого вала;

- угол отклонения оси шатуна от оси цилиндра.

Связь между углом поворота кривошипа коленчатого вала φ и углом β отклонения оси шатуна от оси цилиндра устанавливается из геометрических соображений соотношением:

.

При вычислении кинематических характеристик поршня аксиального кривошипно-шатунного механизма вместо точных формул можно пользоваться приближенными выражениями, достаточно точными для практических расчетов:

Расчетная схема кривошипно-шатунного механизма приведена на рис. 2.

Рис. 2. Расчетная схема кривошипно-шатунного механизма:

ВМТ - верхняя мертвая точка;

НМТ - нижняя мертвая точка;

S - Перемещение поршня;

R - Радиус кривошипа;

L- Длина шатуна;

φ - угол поворота кривошипа;

β - угол отклонения оси шатуна от оси цилиндра

Результаты вычисления перемещения S, скорости и ускорения удобно представлять в виде таблицы (см. табл.2).

Расчеты рекомендуется выполнять, для значений углов поворота кривошипа коленчатого вала в диапазоне от 0° до 360° через каждые 15°.

По таблице 2 строятся графики зависимостей: перемещения S, скорости и ускорения , от угла поворота коленчатого вала .

Таблица 2.

Расчет перемещения, скорости и ускорения поршня.

0	0	0	0	0	0	0	1,24	1753
15	0,0421	0,0054	5,474	0,318	4,322	8,645	1,173	1660	16,59
30	0,164	0,0213	21,316	0,603	8,188	16,377	0,986	1394	13,94
45	0,352	0,0459	45,876	0,827	11,214	22,429	0,707	1000	10
60	0,59	0,0767	76,7	0,969	13,151	26,303	0,38	537	5,37
75	0,853	0,1109	110,908	1,025	13,91	27,821	0,051	72	0,72
90	1,12	0,1456	145,6	1	13,559	27,118	-0,24	-339	-3,39
105	1,3708	0,1782	178,201	0,905	12,283	24,567	-0,466	-659	-6,59
120	1,59	0,2067	206,7	0,762	10,333	20,666	-0,62	-876	-8,76
135	1,767	0,2297	229,723	0,587	7,96	15,921	-0,707	-1000	-10
150	1,896	0,2465	246,483	0,396	5,37	10,74	-0,746	-1055	-10,55
165	1,974	0,2566	256,615	0,198	2,695	5,391	-0,758	-1072	-10,72
180	2	0,26	260	0	1,261*1015	2,523*10-15	-0,76	-1074	-10,748
195	1,974	0,2566	256,615	-0,198	-2,695	-5,391	-0,758	-1072	-10,72
210	1,896	0,2465	246,483	-0,396	-5,37	-10,74	-0,746	-1055	-10,55
225	1,767	0,2297	229,723	-0,587	-7,96	-15,92	-0,707	-1000	-10
240	1,59	0,2067	206,7	-0,762	-10,333	-20,666	-0,62	-876	-8,76
255	1,3708	0,1782	178,201	-0,905	-12,283	-24,567	-0,466	-659	-6,59
270	1,12	0,1456	145,6	-1	-13,559	-27,118	-0,24	-339	-3,39
285	0,853	0,1109	110,908	-1,025	-13,91	-27,821	0,0683	72	0,72
300	0,59	0,0767	76,7	-0,969	-13,151	-26,303	0,38	537	5,37
315	0,352	0,0459	45,876	-0,827	-11,214	-22,429	0,707	1000	10
330	0,164	0,0213	21,316	-0,603	-8,188	-16,377	0,986	1394	13,94
345	0,0421	0,0054	5,474	-0,318	-4,322	-8,645	1,173	1660	16,59
360	0	0	0	0	-4,117*1015	-8,235*1015	1,24	1753	17,53