Динамический расчет

Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма (КШМ) заключается в определении суммарных сил и моментов, возникающих от давления газов и от сил инерции.

Во время работы двигателя на детали КШМ действуют:

- силы давления газов в цилиндре;

- силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс;

- центробежные силы.

В течение каждого рабочего цикла силы, действующие в КШМ, непрерывно изменяются по величине и направлению. Поэтому для определения характера изменения этих сил по углу поворота коленчатого вала их величины определяют для различных положений кривошипа через 30°. Результата динамического расчета сводятся в таблицы.

За время полного рабочего цикла сила от давления газов, силы инерции и эффективный крутящий момент изменяются по величине и направлению. Центробежная сила от вращающихся масс изменяется только по направлению. В многоцилиндровых двигателях возникают продольные моменты от сил инерции возвратно-поступательно и вращательно движущихся масс (рис.1).

Рис.1. Схема сил и моментов, действующих в КШМ.

Р – суммарная сила; N – нормальная сила; S – сила, действующая по шатуну; К – сила, направленная по радиусу кривошипа; Т – тангенциальная сила; ω – угловая скорость; α – угол поворота кривошипа; β – угол наклона шатуна от оси цилиндра.

Основные исходные данные для динамического расчета – ход поршня, диаметр цилиндра и индикаторная диаграмма – получают в тепловом расчете. Дополнительно необходимо выбрать и обосновать длину шатуна, массы поршневой и шатунной групп.

Для определения длины шатуна пользуются величиной λ=R/Lш, равной отношению радиуса кривошипа R (половина хода поршня S) к длине шатуна. Для предварительных расчетов принимаются λ=0,25 – 0,30.

Массы поршневой группы mш и неуравновешенных частей кривошипа mk (кг) принимают по заданным удельным конструктивным массам, приходящимся на единицу площади поршня Fn

где Fn – площадь поршня, м2

D=60 – 100 мм

Удельная масса поршня m’n=100 – 150 кг/м2

Удельная масса шатуна m’ш=120 – 200 кг/м2

Удельная масса m’k=150 – 200 кг/м2

Большие значения m’ соответствуют двигателям с большим диаметром цилиндра. V – образные двигатели с двумя шатунами на шатунной шейке имеют большие значения m’k.

Рекомендуем также:

Основные неисправности, диагностирование и техническое обслуживание агрегата
Основные неисправности смазочной системы. Внешними признаками неисправностей смазочной системы являются загрязнение смазочного материала, пониженное или повышенное давление в системе. Понижение давление может быть вызвано следующими причинами: недостаточным уровнем смазочного материала; уменьшени ...

Техническое описание оборудования
Для сварочного участка выбираем шланговый полуавтомат ПШ-5. Шланговый полуавтомат ПШ-5 предназначен для сварки проволокой диаметром 0,8–2 мм на токах до 600 а. Подача электродной проволоки в шланговый провод производится переносным подающим механизмом, снабженным асинхронным двигателем мощностью 0 ...

Определяем общий вагонооборот данной сортировочной станции за сутки и за год
Вагонооборот станции – определяется, как сумма погруженных и выгруженных, отправленных порожних. Из под своей выгрузки, принятых порожних под свою погрузку и удвоению числа транзитных вагонов с переработкой и без переработки. Вагонооборот определяется по формуле: (2.1) где В – ваг ...