2. Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма двигателя
2.1 Расчет силовых факторов, действующих в кривошипно-шатунном механизме
Сила давления газов ?Рг в Н определяется по формуле:
(2.1)
где рг - индикаторное давление газов (давление над поршнем) при заданном угле поворота кривошипа, МПа;
р0 - давление в картере двигателя (под поршнем), МПа; принимается равным атмосферному - р0 = 0,1 МПа;
FП - площадь поршня, м2; определяется из выражения.
(2.2)
м3
Для определения сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс необходимо определить массу mj в кг частей кривошипно-шатунного механизма, совершающих возвратно-поступательное движение:
(2.3)
кг
где mп - масса поршневого комплекта (поршень, палец, поршневые кольца, детали стопорения пальца), кг;
mш.п - часть массы шатуна в сборе, отнесенная к поступательно движущимся массам, кг.
Для большинства существующих конструкций автомобильных двигателей mш.п = (0,25…0,30) mш, где mш - масса шатуна в сборе.
кг
Массы mп и mш рассчитываются по чертежам деталей или выбираются по статистическим данным по следующим зависимостям:
(2.4)
кг/м2
кг
(2.5)
кг/м2
кг
где mп? и mш? - удельные массы соответственно поршневого комплекта и шатуна, значения которых приведены в таблице 2.1.
Удельная масса в кг/м2 элементов КШМ
|
Элемент КШМ |
Карбюраторные двигатели при диаметре поршня, мм |
||
|
80…120 |
108 |
||
|
Поршневой комплект: - алюминиевый сплав - чугун |
80…120 150…200 |
160 |
|
|
Шатун |
100…150 |
120 |
Сила инерции возвратно-поступательно движущихся масс Рj в Н определяется по формуле:
(2.6)
, м
(2.7)
рад/с
где R - радиус кривошипа, м; R = 0,5 S (S - ход поршня);
щ - угловая скорость коленчатого вала, щ = р n/30, рад/c.
Значения (cosб + л cos2б) для различных б и л приведены в приложении А. Расчеты Рj проводятся для тех же значений б, для которых определялась ?Pг. Результаты расчета сводятся в таблицу 2.
Суммарная сила Р в Н, действующая на поршневой палец, определяется алгебраическим сложением сил давления газов ?Pг и сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс Рj по формуле:
(2.8)
Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.
От действия суммарной силы возникают следующие силы:
- суммарная нормальная (боковая) сила N в Н, направленная перпендикулярно оси цилиндра; определяется по формуле:
(2.9)
- суммарная радиальная сила К в Н, направленная по радиусу кривошипа; определяется по формуле:
(2.10)
Размещено на http://www.allbest.ru/
Динамический расчет КШМ