7.2 Динамика кшм

7.2.1 Исходные данные

Площадь рабочей поверхности поршня F_п, м²:

Масса поршня m_п, кг:

где – конструктивная масса поршня (по таблице 3 [2]).

Масса шатуна m_ш, кг:

где – конструктивная масса шатуна (по таблице 3 [2]).

Масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца , кг (назначено конструктивно по указанию [2]):

Масса шатуна, сосредоточенная на оси шатунной шейки коленчатого вала , кг:

Масса шатунной шейки коленчатого вала (условная) , кг:

где – масса шатунной шейки, кг; - масса обеих щек шатунной шейки, ; - расстояние от оси вращения коленчатого вала до центра масс щек шатунной шейки, .

где - плотность железа, ; – длина шатунной шейки коленчатого вала, ; - диаметр шатунной шейки коленчатого вала,

Масса, сосредоточенная на оси пальца , кг:

Масса, сосредоточенная на оси шатунной шейки коленчатого вала , кг:

7.2.2 Расчет основных параметров

Сила давления газов , Н:

где - давление газов на рабочую поверхность поршня при определенном φ, Па (определяется по Приложению 1, для с шагом 30°).

Сила инерции массы, сосредоточенной на оси поршневого пальца , Н:

где - ускорение центра масс при определенном φ, м/с² (определяется по Таблице 2, для с шагом 30°).

Суммарная сила, действующая на центр масс, сосредоточенный на оси поршневого пальца , Н.

Сила, действующая вдоль оси шатуна :

Сила, давления поршня на стенку цилиндра , Н:

Сила действия центра масс, сосредоточенного на оси шатунной шейки коленчатого вала, в направлении к оси коленчатого вала (коренной подшипник коленчатого вала) , Н:

Вращающая сила коленчатого вала , Н:

Крутящий момент (опрокидывающий момент) , Н*м:

По формулам (7.18) – (7.23) расчет ведется для с шагом 30°. Результаты расчета, так же диаграммы изменения основных параметров в течение 4-х тактной работы двигателя представлены в Приложении 2.

7.2.3 Построение кривой суммарного крутящего момента

Для построения кривой суммарного крутящего момента, диаграмма изменения крутящего момента для одного цикла сдвигается влево через каждые 180° (для 4-х цилиндрового двигателя). При этом показатели крутящего момента для каждого участка (участок диаграмм представляет собой работу каждого из 4-х цилиндров) суммирутся.

Таблица 4 – Результат суммирования крутящих моментов

Мкр1	0	-3053,16	-1786,37	1316,232	2321,971	1371,227	4,39352E-13
Мкр2	4,39352E-13	-1371,23	-2321,97	-1329,73	1307,043	1877,508	-5,3835E-13
Мкр3	-5,3835E-13	-209,91	-308,449	1869,732	2573,673	1500,277	1,4421E-12
Мкр4	2,69193E-13	-270,512	-461,813	-283,749	295,926	546,422	5,54682E-13
Сумм	1,70195E-13	-4904,81	-4878,6	1572,483	6498,614	5295,434	1,89779E-12

Рисунок 8 – Кривая суммарного крутящего момента