- •1 Описание процессов, происходящих в одном цикле двс
- •2 Расчет параметров одного цикла
- •2.1 Процесс впуска и газообмена
- •2.2 Процесс сжатия
- •2.3 Процесс сгорания
- •2.4 Процесс расширения
- •3 Расчет индикаторных и эффективных показателей двс
- •3.1 Индикаторные показатели
- •3.2 Эффективные показатели
- •4 Расчет размеров цилиндра и средней скорости поршня
- •5 Тепловой баланс двигателя
- •6 Расчет и построение внешней скоростной характеристики двигателя
- •7 Расчет кинематики и динамики кшм
- •7.1 Кинематика кшм
- •7.2 Динамика кшм
- •8 Диаграмма фаз распределения
- •9 Определение основных размеров поршневой, шатунной групп и газораспределительного механизма
- •9.1 Поршневая группа
- •9.2 Шатунная группа
- •9.3 Механизм газораспределения
- •9.4 Построение профилей кулачков.
7.2 Динамика кшм
7.2.1 Исходные данные
Площадь рабочей поверхности поршня Fп, м2:
Масса поршня mп, кг:
где – конструктивная масса поршня (по таблице 3 [2]).
Масса шатуна mш, 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