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:

Расчет несущей части автомобиля
Алгоритм расчета несущей части автомобиля Предельные динамические нагрузки характеризуются коэффициентом динамической нагрузки: где Рд - динамическая нагрузка на раму, Рст - статическая нагрузка. Значения коэффициентов динамической нагрузки: - для грузовых автомобилей: 2 .2,5; - для автобу ...

Выбор способа производства работ при организации ТО и ТР автомобилей
Организовывать работу по ТО и ТР автомобилей следует исходя из выбранного способа производства работ. Для работ по ТР всегда используется только тупиковый способ производства, т. е. индивидуальные рабочие посты. Для работ по ТО следует предусмотреть на предприятии рабочие посты, располагаемые либо ...

Схематический план станции
На схематическом (однониточном) плане станции показаны: приемо-отправочные пути, стрелки, светофоры и изолирующие стыки. Приведена специальная нумерация путей, а также нумерацию стрелок и светофоров. Пути на станции разделены на главные, являющиеся, продолжением путей перегона, приемо-отправочные ...