4. Построение расчетной индикаторной диаграммы
В расчете рабочего процесса были приняты следующие допущения:
– процесс наполнения начинается в ВМТ и проходит с постоянным давлением Ра;
– процесс сжатия начинается в НМТ (точка «а»), проходит по политропе с постоянным показателем n1 и заканчивается в ВМТ (точка «с»);
– процесс сгорания начинается в точке «с», выполнятся по линейным законам cy и yz и заканчивается в точке «z»;
– процесс расширения начинается в точке «z», проходит по политропе с постоянным показателем n2 и заканчивается в НМТ (точка «в»);
– процесс выхлопа начинается в НМТ, проходит с постоянным давлением Pr и заканчивается в ВМТ.
По результатам расчета рабочего процесса строится расчетная индикаторная диаграмма двигателя (в координатах PV). Для этого в выбранных масштабах для Pj = Aj (мм) и Vi = Bi (мм) откладываем величины:
Затем по уравнениям политропы строят кривые сжатия и расширения, задаваясь несколькими значениями объемов V1, V2, V3 и т.д., определяют соответствующие значения давлений р1, р2, р3 и т.д.
Построим расчетную индикаторную диаграмму.
5 Динамический расчет
5.1 Приведение масс деталей КШМ.
В курсовом проекте
выполняется приведение масс поршневого
комплекта и части шатуна
,
совершающих возвратно-поступательное
движение, для расчета и построения сил
инерции
,
и массы второй части шатуна, совершающей
вращательное движение, для расчета сил
,
действующих на шатунную шейку.
Рассчитаем приведенную идеальную массу:
где –
масса комплекта поршня
масса комплекта
главного шатуна
,
где – 
расстояние от центра тяжести шатуна до
оси шатунной шейки
- длина шатуна (м).
Площадь поршня (м2) равна:
,
где – 
масса комплекта главного шатуна;
5.2. Удельные силы инерции.
Удельные силы инерции возвратно-поступательное движущихся масс одного цилиндра определяют по формуле:
где -
Расчет сил инерции сведем в табл.1
Удельные центробежные силы инерции вращающихся масс сочлененных шатунов находится по формуле:
Удельные суммарные силы.
Удельная суммарная
сила
считается сосредоточенной на пересечений
осей цилиндра и поршневого пальца и
направленной вдоль оси цилиндра. Она
определяется суммированием удельных
газовых и инерционных сил для одного и
тогоже угла
.
Расчеты удельных суммарных сил сведены в табл.1.
Угол отклонения
оси шатуна от оси цилиндра (
)
определяется по формуле:
Расчеты углов отклонения сведены в табл.1.
Удельные тангенциальные силы определяются по формуле:
Расчеты удельных тангенциальных сил сведены в табл.1.
Удельные радиальные силы определяются по формуле:
Р
асчеты
удельной радиальной силы сведены в
табл.1.
Расчеты 
сведены в табл.1.
Суммарная удельная
сила, действующая на шатунную шейку (
)
определяется по формуле:
Расчет
ы
суммарной удельной силы сведены в
табл.1.
Крутящий момент дизеля.
Крутящий момент
от одного цилиндра для каждого угла
определяется по формуле:
Расчеты кутящего момента сведены в табл.1.
Суммарный средний кутящий момент находим по формуле
Строим кривую крутящего момента одного цилиндра.
Угол поворота
коленчатого вала
находим по формуле:
|
|
|
Pг,Мпа |
Pj,Мпа |
P,Мпа |
sin()/cos() |
Pт,Мпа |
cos()/cos() |
PR,Мпа |
tg() |
PN,Мпа |
Q,Мпа |
Mкр,Нм |
|
0 |
0,00 |
-0,94 |
0,23 |
-0,71 |
0,00 |
0,00 |
1,00 |
-0,71 |
0,00 |
0,00 |
2,01 |
0,00 |
|
30 |
0,11 |
-0,75 |
0,23 |
-0,52 |
0,60 |
-0,31 |
0,81 |
-0,42 |
0,11 |
-0,06 |
1,75 |
-0,04 |
|
60 |
0,20 |
-0,30 |
0,23 |
-0,06 |
0,96 |
-0,06 |
0,33 |
-0,02 |
0,20 |
-0,01 |
1,32 |
-0,01 |
|
90 |
0,23 |
0,17 |
0,23 |
0,40 |
1,00 |
0,40 |
-0,23 |
-0,09 |
0,23 |
0,09 |
1,45 |
0,05 |
|
120 |
0,20 |
0,47 |
0,23 |
0,70 |
0,77 |
0,54 |
-0,67 |
-0,47 |
0,20 |
0,14 |
1,85 |
0,07 |
|
150 |
0,11 |
0,58 |
0,23 |
0,81 |
0,40 |
0,33 |
-0,92 |
-0,75 |
0,11 |
0,09 |
2,07 |
0,04 |
|
180 |
0,00 |
0,60 |
0,23 |
0,83 |
0,00 |
0,00 |
-1,00 |
-0,83 |
0,00 |
0,00 |
2,13 |
0,00 |
|
210 |
-0,11 |
0,58 |
0,25 |
0,83 |
-0,40 |
-0,33 |
-0,92 |
-0,76 |
-0,11 |
-0,09 |
2,09 |
-0,04 |
|
240 |
-0,20 |
0,47 |
0,31 |
0,78 |
-0,77 |
-0,60 |
-0,67 |
-0,53 |
-0,20 |
-0,15 |
1,92 |
-0,08 |
|
270 |
-0,23 |
0,17 |
0,48 |
0,65 |
-1,00 |
-0,65 |
-0,23 |
-0,15 |
-0,23 |
-0,15 |
1,59 |
-0,09 |
|
300 |
-0,20 |
-0,30 |
1,00 |
0,70 |
-0,96 |
-0,68 |
0,33 |
0,23 |
-0,20 |
-0,14 |
1,27 |
-0,09 |
|
330 |
-0,11 |
-0,75 |
3,25 |
2,50 |
-0,60 |
-1,49 |
0,81 |
2,02 |
-0,11 |
-0,28 |
1,66 |
-0,20 |
|
360 |
0,00 |
-0,94 |
8,23 |
7,29 |
0,00 |
0,00 |
1,00 |
7,29 |
0,00 |
0,00 |
5,99 |
0,00 |
|
379 |
0,08 |
-0,85 |
10,70 |
9,85 |
0,41 |
4,08 |
0,91 |
8,99 |
0,08 |
0,76 |
8,71 |
0,55 |
|
390 |
0,11 |
-0,75 |
7,60 |
6,85 |
0,60 |
4,10 |
0,81 |
5,55 |
0,11 |
0,77 |
5,90 |
0,55 |
|
420 |
0,20 |
-0,30 |
2,56 |
2,26 |
0,96 |
2,18 |
0,33 |
0,74 |
0,20 |
0,45 |
2,25 |
0,29 |
|
450 |
0,23 |
0,17 |
1,31 |
1,48 |
1,00 |
1,48 |
-0,23 |
-0,34 |
0,23 |
0,34 |
2,21 |
0,20 |
|
480 |
0,20 |
0,47 |
0,87 |
1,34 |
0,77 |
1,03 |
-0,67 |
-0,90 |
0,20 |
0,27 |
2,43 |
0,14 |
|
510 |
0,11 |
0,58 |
0,71 |
1,28 |
0,40 |
0,52 |
-0,92 |
-1,18 |
0,11 |
0,14 |
2,54 |
0,07 |
|
540 |
0,00 |
0,60 |
0,67 |
1,27 |
0,00 |
0,00 |
-1,00 |
-1,27 |
0,00 |
0,00 |
2,57 |
0,00 |
|
570 |
-0,11 |
0,58 |
0,21 |
0,79 |
-0,40 |
-0,32 |
-0,92 |
-0,73 |
-0,11 |
-0,09 |
2,05 |
-0,04 |
|
600 |
-0,20 |
0,47 |
0,21 |
0,68 |
-0,77 |
-0,52 |
-0,67 |
-0,46 |
-0,20 |
-0,13 |
1,83 |
-0,07 |
|
630 |
-0,23 |
0,17 |
0,21 |
0,38 |
-1,00 |
-0,38 |
-0,23 |
-0,09 |
-0,23 |
-0,09 |
1,44 |
-0,05 |
|
660 |
-0,20 |
-0,30 |
0,21 |
-0,09 |
-0,96 |
0,08 |
0,33 |
-0,03 |
-0,20 |
0,02 |
1,33 |
0,01 |
|
690 |
-0,11 |
-0,75 |
0,21 |
-0,54 |
-0,60 |
0,32 |
0,81 |
-0,44 |
-0,11 |
0,06 |
1,77 |
0,04 |
|
720 |
0,00 |
-0,94 |
0,21 |
-0,73 |
0,00 |
0,00 |
1,00 |
-0,73 |
0,00 |
0,00 |
2,03 |
0,00 |
Таблица 1 – Результаты динамического расчета
