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:

Выбор исходных величин теплового расчета
Основным параметром, характеризующим тип двигателя, является величина степени сжатия e равной в нашем случае 7,1. Средний состав топлива для бензина принимают: С = 85,5 %, Н = 14,5%; Молекулярная масса бензина находится в пределах 110 - 120 кг/Кмоль примем mт =115 кг/Кмоль. Коэффициент избытка ...

Расчет мешающих влияний
Схема для расчёта мешающего влияния тяговой сети изображена на рис. 3. Рисунок 3 – Схема для расчёта мешающего влияния тяговой сети Таким образом, при спектральном методе исследования ток тяговой сети представляют спектром гармонических составляющих, определяют напряжение шума UШk в линии связ ...

Сборочные работы
Собирают стартер в обратной последовательности. При этом следует обращать внимание на следующее. При сборке муфты необходимо строго соблюдать последовательность чередования дисков. Диски должны быть ровными и свободно перемещаться на шлицах ведущей обоймы и ведомой втулки. Все шлицы при сборке сле ...