Развернутая диаграмма суммарных сил давления газов и сил инерции КШМ - Разработка двигателя внутреннего сгорания - Материалы

Страница 1

На элементы конструкции двигателя действуют силы инерции кривошипно-шатунного механизма и силы давления газов.

Рисунок 2. Схема КШМ: Рисунок 3. Схема приведения масс шатуна

r – радиус кривошипа;

l – длина шатуна;

S – путь поршня;

α-угол поворота коленвала;

ω- угловая частота вращения коленчатого вала;

Pj – сила инерции поступательно движущихся масс КШМ;

pr – сила давления газов;

Kr – центробежная сила вращающихся масс КШМ.

Определим массу шатуна и поршня проектируемого двигателя формулами:

где mш’=25-35 г/см2-конструктивная масса шатуна, отнесённая к единице поверхности; m`п=20-30 г/см2- конструктивная масса поршня отнесённая к единице поверхности:

где Fп – площадь поршня.

Разноска масс шатуна производится по выражениям:

Удельная сила давления газов и удельная сила инерции поступательно движущихся масс, действующие на расчётном режиме двигателя вдоль оси цилиндра, рассматриваются совместно, поэтому для каждого значения угла a поворота кривошипа определяется суммарная удельная осевая сила p, равная алгебраической сумме составляющих сил:

p=(pг-0,1)+pj

где pг - удельная сила давления газов, находится из индикаторной диаграммы (pг-0,1) означает, что мы из удельной силы давления газов вычитаем одну атмосферу, действующую с противоположной стороны поршня. pj - удельная сила инерции газов. Сила инерции поступательно движущихся масс КШМ определяется как:

Результаты вычислений сведены в таблицу 2.

Принцип построения диаграммы Толле.

Отрезки AC и BD:

ω = πn/30 = 3,14·2200/30 = 230,4 рад/с,

Перпендикуляр OE к прямой АВ определяется выражением:

Полученные отрезки СЕ и ED делятся на равное число частей и соответствующие точки этих делений попарно соединяются прямыми, огибающая которых и представляет собой искомую кривую удельных сил в функции хода поршня S.

bam (Толле)

Рисунок 4. Диаграмма Толле

Эта диаграмма затем развертывается по углу альфа коленчатого вала, посредством диаграммы Брикса.

Таблица 2. Расчет развернутой диаграммы суммарных сил давления газов и сил инерции КШМ

S, м	α,град	Pj. Н	pj', МПа	pг, МПа	p, МПа
0,008	0	-16098,003	-1,424	8,673	7,149
0,011	15	-15214,436	-1,346	12,117	10,671
0,018	30	-12713,721	-1,125	6,321	5,096
0,030	45	-9011,547	-0,797	3,360	2,463
0,045	60	-4695,251	-0,415	2,027	1,512
0,062	75	-394,022	-0,035	1,369	1,234
0,079	90	3353,751	0,297	1,013	1,210
0,094	105	6202,888	0,549	0,806	1,255
0,108	120	8049,001	0,712	0,681	1,293
0,119	135	9011,547	0,797	0,603	1,300
0,127	150	9359,971	0,828	0,556	1,284
0,131	165	9405,569	0,832	0,531	1,263
0,133	180	9390,502	0,831	0,523	1,254
0,131	195	9405,569	0,832	0,193	0,925
0,127	210	9359,971	0,828	0,193	0,921
0,119	225	9011,547	0,797	0,193	0,890
0,108	240	8049,001	0,712	0,193	0,805
0,094	255	6202,888	0,549	0,193	0,642
0,079	270	3353,751	0,297	0,193	0,390
0,062	285	-394,022	-0,035	0,193	0,058
0,045	300	-4695,251	-0,415	0,193	-0,322
0,030	315	-9011,547	-0,797	0,193	-0,704
0,018	330	-12713,721	-1,125	0,193	-1,032
0,011	345	-15214,436	-1,346	0,193	-1,253
0,008	360	-16098,003	-1,424	0,193	-1,331
0,011	375	-15214,436	-1,346	0,187	-1,259
0,018	390	-12713,721	-1,125	0,187	-1,038
0,030	405	-9011,547	-0,797	0,187	-0,710
0,045	420	-4695,251	-0,415	0,187	-0,328
0,062	435	-394,022	-0,035	0,187	0,052
0,079	450	3353,751	0,297	0,187	0,384
0,094	465	6202,888	0,549	0,187	0,636
0,108	480	8049,001	0,712	0,187	0,799
0,119	495	9011,547	0,797	0,187	0,884
0,127	510	9359,971	0,828	0,187	0,915
0,131	525	9405,569	0,832	0,187	0,919
0,133	540	9390,502	0,831	0,187	0,918
0,131	555	9405,569	0,832	0,190	0,922
0,127	570	9359,971	0,828	0,200	0,928
0,119	585	9011,547	0,797	0,218	0,915
0,108	600	8049,001	0,712	0,249	0,861
0,094	615	6202,888	0,549	0,299	0,748
0,079	630	3353,751	0,297	0,383	0,579
0,062	645	-394,022	-0,035	0,530	0,395
0,045	660	-4695,251	-0,415	0,811	0,295
0,030	675	-9011,547	-0,797	1,401	0,504
0,018	690	-12713,721	-1,125	2,776	1,552
0,011	705	-15214,436	-1,346	5,846	4,400

Страницы: 1 2