Расчет динамики V-образного карбюраторного двигателя

Индикаторную диаграмму, полученную в тепловом расчете, развертывают по углу поворота кривошипа по методу Брикса.

Поправка Брикса

Rl/(2 МS) =47,5 × 0,285 /(2×1) =5,9875 мм,

где МS – масштаб хода поршня на индикаторной диаграмме.

Масштабы развернутой диаграммы: давлений и удельных сил Мр = 0,06 МПа в мм, угла поворота кривошипа Мj = 30 в мм.

По развернутой диаграмме через каждые 300 угла поворота определяют значение DРГ = Рi – P0 и заносят в таблицу 6 динамического расчета.

Значение площади поверхности поршня FП = pD2 / 4 = 0,004778.

Для вычисления силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс и центробежной силы инерции вращающейся части массы шатуна необходимо знать массы деталей поршневой (mn) и шатунной (mш) групп.

Для реальных двигателей mn и mш могут быть определены взвешиванием поршневой и шатунной групп или по соответствующим справочникам:

масса поршневой группы ( для поршня из алюминиевого сплава принято mn¢ = 100 кг/м2)

mn = mn¢× FПА = 100 × 0,004778 =0,4778(кг);

масса шатуна (для стального кованого шатуна принято m ш¢= 150 кг/м2)

m ш = m ш¢×FП = 150 × 0,004778 =0,7167(кг);

масса неуравновешенных частей одного колена вала без противовесов (для литого чугунного вала принято mк¢ = 140 кг/м2)

mк = mк¢ × FП = 140 × 0,004778 = 0,6689 (кг);

Поскольку шатун совершает сложное движение, его массу условно заменяют двумя массами, одна из которых (m ш.п) сосредоточена на оси поршневого пальца, и совершает возвратно-поступательное движение вместе с массой поршня, а вторая (mш.к) - сосредоточена на оси шатунной шейки кривошипа, и совершает вращательное движение с кривошипом. Следовательно,

m ш = mш.п + mш.к (2.4)

В расчетах принимают:

m ш. п = 0,275m ш =0,275 × 0,7167 =0,1971 (кг);

mш.к = 0,725mш = 0,725 × 0,7167 = 0,5196 (кг);

И таким образом, масса кривошипно-шатунного механизма, совершая возвратно-поступательное движение, определится как сумма

mj= mn + m ш. п = 0,4778+0,1971 = 0,6749 (кг);

Массы, совершающие вращательное движение

mR= mк + m ш. к = 0,6689+0,5196 = 1,1885 (кг);

Из таблицы 5 переносят значение j в графу 3 таблицы 6 и определяют значение силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс.

Сила инерции возвратно-поступательно движущихся масс к.ш.м. вычисляется по формуле:

pj = - j×mj / FП

Результаты расчета силы инерции pj заносятся в таблицу 6. Расчет силы pj ведется от φ = 0 .720˚ для четырехтактных двигателей.

Суммарная сила P , действующая на поршневой палец по направлению оси цилиндра, вычисляется алгебраическим сложением газовой силы DРг и силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс Pj . При исчислении величины силы DРг для различных значений угла пользуются данными таблицы 6.

Результаты измерений сносятся в таблицу 6. C помощью таблицы 6 строится график силы P = f (φ) на той же координатной сетке и в том же масштабе μрj = 0,06 МПа в мм, что и графики сил DРг и Рj . График силы P может быть построен и без помощи таблицы 6, путем суммирования в каждой точке ординат графиков Рг и pj с учетом их знаков.

Рисунок 2 - Схема сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме.

Удельная нормальная сила (МПа)

РN = Р × tgb

Удельная сила (МПа), действующая вдоль шатуна

РS = Р (1/соsb)

Удельная сила (МПа), действующая по радиусу кривошипа

Удельная и полная тангенциальные силы (МПа и кН):

и Т = РТ FП = РТ 0,004778 × 103 .

Значения тригонометрических выражений в 6, 8, 10 и 12 графах таблицы 6 выбирается по соответствующим таблицам для l = 0,285

По данным таблицы 6 строится графики изменения удельных сил РТ, РS, РN, Р, Рк и Рj в зависимости от изменения угла поворота коленчатого вала φ в масштабе Мр = 0,06 МПа в мм.

Крутящий момент одного цилиндра двигателя

Мкр.ц=T·R =Т × 0,035 × 103 Н×м , где R=const (радиус кривошипа).

Если вспышки чередуются равномерно, то угол Θ вычисляется по формулам:

Θ=720/i - для четырехтактного двигателя (i - число цилиндров); (8)

В связи с этим, составляем таблицу 7 крутящих моментов всех четырех цилиндров двигателя, а также суммарного момента.

Рекомендуем также:

Расчет тягового баланса автомобиля
Движение автомобиля по дороге возможно только в том случае, если сила тяги, развиваемая на ведущих колесах автомобиля, больше или равна сумме сил дорожных сопротивлений. Если величина силы тяги PТ превышает сумму сил дорожных сопротивлений, то этот запас используется либо на ускорение автомобиля, ...

Снижение вредного воздействия общественного транспорта на окружающую среду
Все более актуальной становится проблема обеспечения охраны окружающей среды от вредного воздействия транспортный средств, в том числе общественного транспорта. Снижение вредного воздействия всех видов общественного транспорта на здоровье человека и окружающую среду достигается за счет перехода н ...

Определяем среднее время простоя местного вагона
(3.3) где - среднее время простоя местного вагона; - количество местных вагонов; -время простоя каждого местного вагона в отдельности; =20 (часов). ...