2.4. Построение диаграммы изменения сил, действующих в КШМ
После построения индикаторной диаграммы и диаграммы удельных сил инерции строят диаграмму изменения сил, действующих в КШМ. Для этого индикаторную диаграмму «разворачивают» по методу Брикса, получая развернутую индикаторную диаграмму. Данный метод заключается в следующем: под индикаторной диаграммой проводят горизонтальную прямую АВ, равную ходу поршя. Из середины отрезка АВ проводят окружность радиуса R=S/2=118/2=58мм на расстоянии ОО1=Rл/2=580,28/2=8,12 мм получают центр О1, из которого проводят лучи до пересечения с окружностью через углы . Из точек пересечения лучей с окружностью восстанавливают перпендикуляры к АВ, продолжая их до пересечения с индикаторной диаграммой. Точки пересечения перпендикуляров с соответствующими кривыми давления дают значения давления при соответствующих углах поворота кривошипа. Полная сила, действующая на поршень включает силу давления газов и силу инерции ,ее определяют аналитически . Найденное значение для каждого угла поворота КВ сносим в табл.2.1. Затем соединяем плавной кривой полученные точки, определяющие искомую диаграмму.
Таблица 2.1.
а, град |
Рг,Н |
Рj,Н |
Рсум,Н |
N, Н |
Рш, Н |
Z, Н |
Т, Н |
|
0 |
0 |
-13460,6 |
-13460,6 |
0 |
-13460,6 |
-13460,6 |
0 |
|
30 |
-173,304 |
-10579,5 |
-10752,8 |
-1516,14 |
-10646,3 |
-8548,45 |
-6688,22 |
|
60 |
-173,304 |
-3785,8 |
-3959,1 |
-981,857 |
-3843,79 |
-1128,34 |
-3919,51 |
|
90 |
-173,304 |
2944,50 |
2771,20 |
800,878 |
2662,06 |
-800,878 |
2771,204 |
|
120 |
-173,304 |
6730,30 |
6557 |
1626,13 |
6366,01 |
-4688,26 |
4865,294 |
|
150 |
-173,304 |
7634,95 |
7461,65 |
1052,09 |
7387,77 |
-6991,57 |
2820,504 |
|
180 |
-173,304 |
7571,59 |
7398,28 |
0 |
7398,28 |
-7398,29 |
0 |
|
210 |
-125,9691 |
7634,95 |
7508,98 |
-1058,77 |
7434,64 |
-7035,92 |
-2838,4 |
|
240 |
44,4216 |
6730,30 |
6774,72 |
-1680,13 |
6577,40 |
-4843,93 |
-5026,85 |
|
270 |
465,9537 |
2944,50 |
3410,46 |
-985,623 |
3276,14 |
-985,623 |
-3410,46 |
|
300 |
1598,604 |
-3785,8 |
-2187,19 |
542,423 |
-2123,49 |
-623,349 |
2165,319 |
|
330 |
4785,954 |
-10579,5 |
-5793,51 |
816,884 |
-5736,15 |
-4605,84 |
3603,563 |
|
360 |
11607,957 |
-13460,6 |
-1852,65 |
0 |
-1852,65 |
-1852,65 |
0 |
|
370 |
33503,946 |
-13123,3 |
20380,68 |
998,6532 |
20360,32 |
19891,54 |
4504,13 |
|
390 |
23101,324 |
-10579,5 |
12521,86 |
1765,582 |
12397,88 |
9954,879 |
7788,597 |
|
420 |
10452,248 |
-3785,8 |
6666,452 |
1653,28 |
6472,284 |
1899,939 |
6599,788 |
|
450 |
5605,737 |
2944,508 |
8550,245 |
2471,021 |
8213,492 |
-2471,02 |
8550,245 |
|
480 |
3701,883 |
6730,304 |
10432,19 |
2587,182 |
10128,34 |
-7459,01 |
7740,683 |
|
510 |
2644,131 |
7634,956 |
10279,09 |
1449,351 |
10177,31 |
-9631,5 |
3885,495 |
|
540 |
1446,5904 |
7571,592 |
9018,182 |
0 |
9018,182 |
-9018,18 |
0 |
|
570 |
440,8545 |
7634,956 |
8075,81 |
-1138,69 |
7995,852 |
-7567,03 |
-3052,66 |
|
600 |
107,9664 |
6730,304 |
6838,27 |
-1695,89 |
6639,097 |
-4889,36 |
-5074 |
|
630 |
0 |
2944,508 |
2944,508 |
-850,963 |
2828,538 |
-850,963 |
-2944,51 |
|
660 |
0 |
-3785,8 |
-3785,8 |
938,8774 |
-3675,53 |
-1078,95 |
3747,938 |
|
690 |
0 |
-10579,5 |
-10579,5 |
1491,704 |
-10474,7 |
-8410,67 |
6580,426 |
|
720 |
0 |
-13460,6 |
-13460,6 |
0 |
-13460,6 |
-13460,6 |
0 |
По найденным значениям для каждого угла поворота КВ определяют все остальные силовые факторы, действующие в КШМ:
- удельная нормальная сила:
- удельная сила, действующая вдоль шатуна:
- удельная сила, действующая по радиусу кривошипа:
-удельная тангенциальная сила:
значения ,,, берем из [1].
Значения всех расчетов сводим в табл.2.1. Графики зависимости представлены на лист 1.
Диаграмма одновременно в соответствующем масштабе является диаграммой крутящего момента создаваемого 1 цилиндром.
Для определения крутящего момента строим диаграмму суммарной силы .
Из этого графика получаем
;
Средний крутящий момент:
По среднему крутящему моменту определяем индикаторную мощность
Определим мощность и сравним ее с результатом теплового расчета
Ошибка находится в пределах нормы.
- Задание
- Введение
- 1. Тепловой расчет двигателя
- 1.1 Выбор параметров к тепловому расчету
- 1.2 Расчет процесса наполнения
- 1.3 Расчет процесса сжатия
- 1.4 Расчет процесса сгорания
- 1.5 Расчет процесса расширения
- 1.6 Индикаторные и эффективные показатели работы двигателя
- 1.7 Эффективные показатели основные размеры цилиндра и двигателя
- 1.8 Построение индикаторной диаграммы
- 2. Динамический расчет
- 2.1 Приведение масс кривошипно-шатунного механизма
- 2.2 Построение диаграммы удельных сил инерции
- 2.3 Удельные и полные силы инерции
- 2.4. Построение диаграммы изменения сил, действующих в КШМ
- 2.5 Построение полярной диаграммы сил, действующих на шатунную шейку
- 2.6. Построение диаграммы предполагаемого износа шатунной шейки
- 2.7. Расчет сил и моментов, действующих на коленчатый вал
- 3. Расчет деталей двигателя на прочность
- 3.1 Расчет поршня
- 3.2 Расчет поршневого пальца на прочность
- 3.3 Расчет шатуна на прочность
- 3.3.1 Расчет поршневой головки шатуна
- 3.3.2 Расчет кривошипной головки шатуна
- 3.3.3 Расчет стержня шатуна
- 3.3.4 Расчет шатунных болтов
- 3.4 Расчет коленчатого вала на прочность
- 3.4.1 Расчет коренной шейки
- 3.4.2 Расчет шатунной шейки
- 3.4.3 Расчет щеки
- Список использованной литературы
- 1.2. Рабочие циклы четырехтактных двигателей
- Масло для четырехтактного двигателя
- Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя.
- 9) Опишите рабочий процесс (цикл) четырехтактных двигателей (бензиновый и дизельный двигатель)
- 3 Четырехтактный двигатель Отто
- § 6. Сравнение четырехтактных и двухтактных двигателей
- Карбюраторный четырехтактный двигатель
- 7.2. Принцип работы четырехтактного двигателя
- 13.3. Требования к автомобильным двигателям