Суммарные силы , действующие в кривошипно-шатунном механизме, определяют алгебраическим сложением сил давления газов и сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс в соответствии с рисунком 11, Н:
= + . (94)
Таблица 13
Элементы кривошипно-шатунного механизма
Конструктивная масса , кг/м2
Карбюраторные двигатели D=80+100 мм
Дизели
D=80+120 мм
Поршневая группа
Поршень из алюминиевого сплава
80 - 150
150 - 300
Чугунный поршень
150 - 250
250 - 400
Шатун
100 - 200
250 - 400
Неуравновешенные части колен-вала без противовесов
Стальной кованый вал
150 - 200
200 - 400
Чугунный литой вал
100 - 200
150 - 300
Суммарная сила , как и силы и , направлена по оси цилиндра и приложена к оси поршневого пальца. Эта сила может быть также определена графически, путем алгебраического сложения векторов сил и на графиках этих сил, выполненных в одном масштабе.
Сила N, действующая перпендикулярно к оси цилиндра, называется нормальной и воспринимается стенками цилиндра, Н,
N= / . (95)
Сила S, действующая по оси шатуна, передается кривошипу, Н,
. (96)
Силу S, приложенную к оси шатунной шейки, можно разложить на две составляющие:
- тангенциальную силу Т, направленную по касательной к окружности радиуса кривошипа, Н:
; (97)
- силу К, направленную по радиусу кривошипа, Н,
. (98)
Направления и знаки действия этих сил - в соответствии с рисунком 12.
Значения тригонометрических функций: ; ; ; приведены в таблицах 14 - 17.
Результаты расчета указанных сил заносят в таблицу 12.
Таблица 14
, град
Знак
Числовые значения при
Знак
, град
=0,25
=0,27
=0,29
=0,31
+
0,000
0,000
0,000
0,000
-
+
0,126
0,136
0,146
0,156
-
+
0,220
0,239
0,257
0,276
-
+
0,256
0,278
0,300
0,322
-
+
0,220
0,239
0,257
0,276
-
+
0,126
0,136
0,146
0,156
-
+
0,000
0,000
0,000
0,000
-
Таблица 15
, град
Знак
Числовые значения при
Знак
, град
=0,25
=0,27
=0,29
=0,31
+
1,000
1,000
1,000
1,000
+
+
1,008
1,009
1,011
1,012
+
+
1,024
1,028
1,032
1,037
+
+
1,032
1,038
1,044
1,050
+
+
1,024
1,028
1,032
1,037
+
+
1,008
1,009
1,011
1,012
+
+
1,000
1,000
1,000
1,000
+
Таблица 16
, град
Знак
Числовые значения при
Знак
, град
=0,25
=0,27
=0,29
=0,31
+
1,000
1,000
1,000
1,000
+
+
0,803
0,798
0,793
0,788
+
+
0,309
0,293
0,277
0,261
+
-
0,256
0,278
0,300
0,322
-
-
0,691
0,707
0,723
0,739
-
-
0,929
0,934
0,939
0,944
-
-
1,000
1,000
1,000
1,000
-
Таблица 17
, град
Знак
Числовые значения при
Знак
, град
=0,25
=0,27
=0,29
=0,31
+
0,000
0,000
0,000
0,000
-
+
0,609
0,618
0,627
0,636
-
+
0,976
0,985
0,995
1,004
-
+
1,000
1,000
1,000
1,000
-
+
0,756
0,747
0,737
0,738
-
+
0,391
0,382
0,373
0,364
-
+
0,000
0,000
0,000
0,000
-
По данным таблицы 12 строят графики зависимостей:
= ; = ; = ;
S= ; N= ; K= ; T= .
Принципиальный вид этих графиков выглядит в соответствии с рисунками 13 и 14.
МПа
М
р
р
р
р
р
Н·м
МПа
МПа
МПа
МПа
Рисунок 13 - Графики динамического расчета карбюраторного двигателя
R Ш.Ш
кН
а) - полярная диаграмма;
б) - диаграмма нагрузки на шатунную шейку в прямоугольных координатах
Рисунок 14 - Силы, действующие на шатунную шейку
По кривой Т = f(φ) можно выполнить оценку значения крутящего момента как одного цилиндра, так и двигателя в целом.
Крутящий момент Мкр , Н·м,
Мкр = Т∙R.
Так как величина R-конструктивная и, следовательно, постоянная, то характер изменения крутящего момента, создаваемого одним цилиндром, будет определяться характером изменения Т = f(φ). Для построения кривой суммарного крутящего момента многоцилиндрового двигателя выполняют графическое суммирование кривых крутящего момента каждого цилиндра, сдвигая одну кривую относительно другой на угол , соответствующий углу поворота коленвала между вспышками в цилиндрах. При этом принимается, что для всех цилиндров двигателя значения и характер изменения крутящих моментов по углу поворота коленвала одинаковы и отличаются лишь угловыми интервалами, равными угловым интервалам между вспышками в отдельных цилиндрах. Поэтому для подсчета суммарного крутящего момента достаточно иметь лишь кривую крутящего момента одного цилиндра.
Для двигателя с равными интервалами между вспышками суммарный крутящий момент будет периодически изменяться через для четырехтактного двигателя и для двухтактного, где i - число цилиндров.
При графическом построении кривой кривая одного цилиндра (или кривая )для данного цилиндра разбивается на число участков, равное 720/i (для четырехтактных двигателей). Все участки кривой сводятся в один и суммируются. Результирующая кривая показывает изменение суммарного крутящего момента двигателя в зависимости от угла поворота коленвала. Такая кривая для четырехцилиндрового рядного двигателя выглядит в соответствии с рисунком 15.
Рисунок 15 - Построение кривой суммарного крутящего момента
studopedia.org - Студопедия.Орг - 2014-2024 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования(0.006 с)...
, действующие в кривошипно-шатунном механизме, определяют алгебраическим сложением сил давления газов и сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс в соответствии с рисунком 11, Н:
+ 
. (94)
, кг/м2
. (95)
. (96)
; (97)
. (98)
; 
; 
приведены в таблицах 14 - 17.
, град
=0,25
; 
, соответствующий углу поворота коленвала между вспышками в цилиндрах. При этом принимается, что для всех цилиндров двигателя значения и характер изменения крутящих моментов по углу поворота коленвала одинаковы и отличаются лишь угловыми интервалами, равными угловым интервалам между вспышками в отдельных цилиндрах. Поэтому для подсчета суммарного крутящего момента достаточно иметь лишь кривую крутящего момента одного цилиндра.
для четырехтактного двигателя и 
для двухтактного, где i - число цилиндров.
кривая 
одного цилиндра (или кривая 
)для данного цилиндра разбивается на число участков, равное 720/i (для четырехтактных двигателей). Все участки кривой сводятся в один и суммируются. Результирующая кривая показывает изменение суммарного крутящего момента двигателя в зависимости от угла поворота коленвала. Такая кривая для четырехцилиндрового рядного двигателя выглядит в соответствии с рисунком 15.
