2.5 Определение и анализ нормальных реакций

на колесах (гусеницах) машины

Наиболее характерным условием продольной или боковой устойчивости машины является полная разгрузка ее передних или задних колес, либо колес одной из сторон от нормальных реакций опорной поверхности. В этом случае расчет устойчивости сводится к определению нормальных реакций R_ki опорной поверхности на колесах (гусеницах) машины и выявлению условий, при которых для наиболее разгруженных колес R_ki = 0.

При этом следует использовать методику расчета и схемы, рассмотренные в практической работе № 2 «Анализ распределения нормальных реакций опорной поверхности на колесах (гусеницах) машины при работе на склонах».

В качестве исходных данных следует принимать как начальное (по варианту индивидуального задания) значение угла склона α, так и предельное α_пр, рассчитанное ранее. В соответствии с этим, на схемах следует отобразить два контура машины (контур машины при ситуации неустойчивости ее положения обозначается тонкими линиями) – рисунок 2.6.

Рисунок 2.6 – Примерные схемы обозначения реакций на опорах машин

3 Построение индикаторной диаграммы и скоростной характеристики

ДВИГАТЕЛЯ

3.1 Расчет параметров рабочих процессов

Индикаторная диаграмма представляет собой графическое изображение изменения давления газов в цилиндре двигателя в зависимости от перемещения поршня или угла поворота коленчатого вала.

Среднее индикаторное давление, МПа:

(1)

где N – мощность двигателя, кВт;

τ – тактность;

V_h – рабочий объём одного цилиндра, л;

I – число цилиндров;

n – частота вращения коленчатого вала двигателя, мин^-1.

Теоретическое среднее индикаторное давление:

(2)

где коэффициент полноты диаграммы. Для карбюраторных двигателя0,94 – 0,97; для дизельных двигателей0,92 – 95.

Давление в конце сжатия, МПа.

Для карбюраторных двигателей:

(3)

для дизельных двигателей:

(4)

где ε – степень сжатия;

λ – степень повышения давления. Для карбюраторных двигателей λ =3,2 – 4,2; для дизельных двигателей λ=1,2 – 2,5;

ρ – степень предварительного расширения для дизельных двигателей. ρ =1,2 – 1,7;

степень последующего расширения.

n₁ – показатель политропы сжатия. Для карбюраторных двигателей n₁=1.3 – 1.37; для дизельных двигателей n₁=1,16 – 1,28;

n₂ – показатель политропы расширения. Для карбюраторных двигателей n₂=1,23 – 1,3; для дизельных двигателей n₂=1,16 – 1,28.

Давление в начале сжатия, МПа :

(5)

Для карбюраторных двигателей p_a = 0,085 – 0,090 МПа; для дизельных двигателей р_а = 0,090 – 0,095 МПа.

Давление в конце сгорания, МПа.

. (6)

Давление в конце расширения, МПа.

для карбюраторных двигателей:

, (7)

для дизельных двигателей:

. (8)

3.2. Последовательность построения индикаторной диаграммы. При построении диаграммы её масштабы рекомендуется выбирать с таким расчётом, чтобы получить высоту равной 1,2 – 1,7 её основания. В начале построения на оси абсцисс откладывается отрезок АВ, соответствующий рабочему объёму цилиндра, по величине равный ходу поршня в масштабе М_s, который в зависимости от величины хода поршня может быть принят 1:1, 1,5:1 или 2:1.

Отрезок ОА (мм), соответствующий объёму камеры сгорания:

Отрезок z’z для дизелей, работающих по циклу со смешанным подводом теплоты

_{Рисунок 3.1 – Построение индикаторной диаграммы графическим методом}

При построении диаграммы рекомендуется выбирать масштабы давлений Мр ==0,02; 0,025; 0,04; 0,07 – 0,10 МПа в мм.

Затем по данным расчёта параметров теплового расчёта на диаграмме откладывают в выбранном масштабе величины давлений в характерных точках: a, c, z’, z, b, r.

Из начала координат проводят луч ОС под произвольным углом α к оси абсцисс (для получения достаточного количества точек на политропах рекомендуется брать α=150).

Построение политроп сжатия и расширения можно производить аналитическим или графическим методом. Более наглядным и простым методом является графический метод Брауэра.

Из начала координат проводят лучи OD и OE под определёнными углами β1 и β2 к оси координат. Эти углы определяют из соотношений

Политропу сжатия строят с помощью лучей ОС и OD. Из точки С проводят горизонталь до пересечения с осью ординат; из точки пересечения – линию под углом 45⁰ к вертикали до пересечения с лучом OD, а из этой точки – вторую горизонтальную линию, параллельную оси абсцисс. Затем из точки С проводят вертикальную линию до пересечения с лучом ОС; из точки пересечения – под углом 45⁰ к вертикали линию до пересечения с осью абсцисс, а из этой точки – вторую вертикальную линию, параллельную оси ординат, до пересечения со второй горизонтальной линией. Точка пересечения этих линий будет промежуточной точкой 1 политропы сжатия. Точка 2 находится аналогичным способом при выборе точки 1 за начало построения.

Политропу расширения строят с помощью лучей ОС и ОЕ, начиная от точки z, ана-логично построению политропы сжатия.

Полученная диаграмма является расчётной диаграммой, по которой можно определить

где F’ – площадь диаграммы ac(z’)zba, мм2;

Мр – отрезок, мм.

Знвачение рi’, полученное по формуле (12), должно быть равно рi’, полученному в результате теплового расчёта.

Действительная индикаторная диаграмма ac’c’’zД b’b’’ra отличается от расчётной. Так как в реальном двигателе за счёт опережения зажигания или впрыска топлива (точка с’) рабочая смесь воспламеняется до прихода поршня в в.м.т. (точка f) и повышает давление в конце процесса сжатия (точка с’’). Процесс видимого сгорания происходит при изменящемся объёме и протекает по кривой с’’zД, а не по прямой cz; открытие выпускного клапана до прихода поршня в н.м.т. (точка b’) снижает давление в конце расширения (точка b’’, которая обычно располагается между точками b и a).