Расчёт параметров в начале процесса расширения

Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания по заданным показателям уровня форсирования и экономичности

Студент С.Н. Чепкасов

Преподаватель А. И. Басс

Екатеринбург

2013
Содержание

Выбор показателей ДВС: 3

Определение рабочего объёма и количества цилиндров двигателя. 4

Расчёт параметров впуска………………………………………………………...5

Расчёт процесса сжатия. 6

Расчёт параметров в начале процесса расширения. 7

Индикаторная диаграмма. 10

Литература. 11

Выбор показателей ДВС:

Определение рабочего объёма и количества цилиндров двигателя

Среднее эффективное давление:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №1 - открытая онлайн библиотека [Мпа]

Примем среднее эффективное давление Pe = 1,2 Мпа, тогда

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №2 - открытая онлайн библиотека

Примем диаметр поршня D=76,5 мм, ход поршня S=75,6 мм, тогда рабочий объём цилиндра:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №3 - открытая онлайн библиотека

Количество цилиндров:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №4 - открытая онлайн библиотека

Примем Расчёт параметров в начале процесса расширения - №5 - открытая онлайн библиотека .

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №6 - открытая онлайн библиотека

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №7 - открытая онлайн библиотека

Расчёт параметров впуска

Давление за воздухоочистителем:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №8 - открытая онлайн библиотека

Степень повышения давления:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №9 - открытая онлайн библиотека

гдеnк – показатель политропы сжатия в компрессоре nк=1,75.

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №10 - открытая онлайн библиотека

Методом пробных подстановок до расхождения 0,01 получили Расчёт параметров в начале процесса расширения - №11 - открытая онлайн библиотека

Наддув не нужен.

Давление и температура перед впускными органами:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №12 - открытая онлайн библиотека

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №13 - открытая онлайн библиотека

Величина подогрева свежего заряда от горячих стенок:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №14 - открытая онлайн библиотека

Потери Давления за счет сопротивления впускной системы и затухания скорости движения заряда в цилиндре

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №15 - открытая онлайн библиотека

Давление в конце впуска МПа

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №16 - открытая онлайн библиотека

Значение коэффициента наполнения:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №17 - открытая онлайн библиотека

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №18 - открытая онлайн библиотека МПа - давление отработавших газов в выпускном коллекторе двигателя.

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №19 - открытая онлайн библиотека

Коэффициент остаточных газов:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №20 - открытая онлайн библиотека

Температура в конце впуска:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №21 - открытая онлайн библиотека

Расчёт процесса сжатия

Показатель адиабаты сжатия методом пробных подстановок:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №22 - открытая онлайн библиотека

Показатель политропы сжатия:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №23 - открытая онлайн библиотека

Давление в конце процесса сжатия, Мпа:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №24 - открытая онлайн библиотека

Температура в конце процесса сжатия, К:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №25 - открытая онлайн библиотека

Средняя мольная теплоёмкость при сжатии, кДж/кмоль К:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №26 - открытая онлайн библиотека

Расчёт параметров в начале процесса расширения

Количество свежего заряда для бензиновых ДВС, кмоль/кг топлива:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №27 - открытая онлайн библиотека

Количество продуктов сгорания, кмоль/кг топлива:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №28 - открытая онлайн библиотека

Теоретический коэффициент молекулярного изменения:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №29 - открытая онлайн библиотека

Действительный коэффициент молекулярного изменения:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №30 - открытая онлайн библиотека

Коэффициент молекулярного изменения в точке Z индикаторной диаграммы:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №31 - открытая онлайн библиотека

Потери от неполноты сгорания в бензиновом двигателе

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №32 - открытая онлайн библиотека

Максимальная температура сгорания:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №33 - открытая онлайн библиотека

Максимальное давление рабочего цикла бензинового двигателя, МПа

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №34 - открытая онлайн библиотека

Степень повышения давления

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №35 - открытая онлайн библиотека

Показатель политропы расширения:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №36 - открытая онлайн библиотека

Расчёт производится методом приближенных подстановок до расхождения ±0,001

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №37 - открытая онлайн библиотека

Температура в конце процесса расширения:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №38 - открытая онлайн библиотека

Давление в конце процесса расширения:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №39 - открытая онлайн библиотека

Давлением и температурой выпускных газов задаются. Точность выбора указанных величин проверяется по формуле:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №40 - открытая онлайн библиотека

Относительная ошибка не должна превышать 15%

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №41 - открытая онлайн библиотека , Расчёт параметров в начале процесса расширения - №42 - открытая онлайн библиотека

Среднее индикаторное давление расчётного цикла для бензиновых двигателей:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №43 - открытая онлайн библиотека

Среднее индикаторное давление действительного цикла четырёхтактных двигателей:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №44 - открытая онлайн библиотека

Индикаторный КПД:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №45 - открытая онлайн библиотека

Удельный индикаторный расход топлива, г/кВт ч:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №46 - открытая онлайн библиотека

Среднее давление механических потерь:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №47 - открытая онлайн библиотека

Механический КПД:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №48 - открытая онлайн библиотека

Среднее эффективное давление:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №49 - открытая онлайн библиотека

Эффективный КПД двигателя:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №50 - открытая онлайн библиотека

Значения для построения индикаторной диаграммы занесём в таблицу 1:

Таблица 1

V, см3 ϕ, град Рвп Рсж Ррасш Рвып
впуск сжатие расшир. выпуск
34,7 1,05 2,378 9,357 0,105
52,05 0,0998 1,361 5,683 0,105
69,4 0,0998 0,916 3,989 0,105
86,75 0,0998 0,673 3,032 0,105
104,1 0,0998 0,524 2,423 0,105
121,45 0,0998 0,424 2,004 0,105
138,8 0,0998 0,353 1,701 0,105
156,15 0,0998 0,300 1,471 0,105
173,5 0,0998 0,259 1,292 0,105
190,85 0,0998 0,227 1,149 0,105
208,2 0,0998 0,202 1,033 0,105
225,55 0,0998 0,181 0,936 0,105
242,9 0,0998 0,163 0,854 0,105
260,25 0,0998 0,148 0,759 0,105
277,6 0,0998 0,136 0,699 0,105
294,95 0,0998 0,125 0,645 0,105
312,3 0,0998 0,115 0,627 0,131
329,65 0,0998 0,107 0,495 0,212
0,0998 0,0998 0,333 0,333

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №51 - открытая онлайн библиотека

Рисунок 1. Индикаторная диаграмма

Покажем процесс впуска и выпуска подробнее:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №52 - открытая онлайн библиотека

Рисунок 2. Начало впуска и конец выпуска

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

Для расчета необходимо определить некоторые величины.

Радиус кривошипа

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №53 - открытая онлайн библиотека

Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №54 - открытая онлайн библиотека ;

Угловая скорость кривошипа

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №55 - открытая онлайн библиотека

Перемещение поршня находится по формуле:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №56 - открытая онлайн библиотека .

Скорость поршня находится по формуле:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №57 - открытая онлайн библиотека

Ускорение поршня находится по формуле:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №58 - открытая онлайн библиотека

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №59 - открытая онлайн библиотека

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №60 - открытая онлайн библиотека

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №61 - открытая онлайн библиотека

Значения для остальных значений S, V, J представлены в таблице 2.

Таблица 2. Кинематический расчёт КШМ

ϕ, град Sx, м S1 S2 Vx, м/с V1 V2 Jx, м/с2 J1, м/с2 J2, м/с2
0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 26833,89 21467,11 5366,78
0,0007 0,0006 0,0001 6,1640 4,9462 1,2178 26184,19 21141,02 5043,17
0,0028 0,0023 0,0006 12,0308 9,7421 2,2887 24284,04 20172,67 4111,37
0,0062 0,0051 0,0012 17,3257 14,2421 3,0836 21275,22 18591,48 2683,75
0,0108 0,0088 0,0020 21,8160 18,3094 3,5066 17377,94 16445,47 932,47
0,0163 0,0135 0,0028 25,3272 21,8204 3,5067 12868,60 13799,85 -931,25
0,0224 0,0189 0,0035 27,7526 24,6686 3,0840 8052,32 10734,99 -2682,67
0,0290 0,0249 0,0042 29,0566 26,7673 2,2893 3233,43 7344,00 -4110,57
0,0358 0,0312 0,0046 29,2713 28,0528 1,2185 -1312,84 3729,90 -5042,74
0,0425 0,0378 0,0047 28,4869 28,4861 0,0008 -5364,29 2,48 -5366,78
0,0489 0,0444 0,0046 26,8370 28,0539 -1,2170 -8768,60 -3725,01 -5043,59
0,0549 0,0507 0,0042 24,4815 26,7695 -2,2880 -11451,50 -7339,33 -4112,17
0,0602 0,0567 0,0035 21,5887 24,6719 -3,0832 -13415,51 -10730,69 -2684,82
0,0649 0,0621 0,0028 18,3182 21,8247 -3,5065 -14729,74 -13796,04 -933,70
0,0687 0,0668 0,0020 14,8075 18,3144 -3,5069 -15512,25 -16442,28 930,03
0,0717 0,0705 0,0012 11,1634 14,2478 -3,0844 -15907,40 -18588,99 2681,60
0,0739 0,0733 0,0006 7,4584 9,7483 -2,2899 -16061,20 -20170,97 4109,77
0,0752 0,0750 0,0001 3,7334 4,9527 -1,2193 -16097,84 -21140,16 5042,32
0,0756 0,0756 0,0000 0,0049 0,0066 -0,0016 -16100,33 -21467,11 5366,78
0,0752 0,0750 0,0001 -3,7235 -4,9397 1,2162 -16097,87 -21141,89 5044,02
0,0739 0,0733 0,0006 -7,4485 -9,7359 2,2874 -16061,41 -20174,37 4112,96
0,0717 0,0705 0,0012 -11,1536 -14,2364 3,0827 -15908,06 -18593,96 2685,90
0,0687 0,0668 0,0020 -14,7980 -18,3043 3,5063 -15513,74 -16448,66 934,92
0,0649 0,0621 0,0028 -18,3092 -21,8162 3,5070 -14732,46 -13803,65 -928,81
0,0603 0,0567 0,0035 -21,5805 -24,6653 3,0848 -13419,81 -10739,29 -2680,52
0,0549 0,0507 0,0042 -24,4745 -26,7650 2,2906 -11457,64 -7348,67 -4108,97
0,0490 0,0444 0,0046 -26,8316 -28,0517 1,2201 -8776,68 -3734,79 -5041,89
0,0425 0,0378 0,0047 -28,4836 -28,4861 0,0025 -5374,23 -7,45 -5366,78
0,0358 0,0312 0,0046 -29,2705 -28,0551 -1,2154 -1324,33 3720,11 -5044,44

Продолжение таблицы 2

ϕ, град Sx, м S1 S2 Vx, м/с V1 V2 Jx, м/с2 J1, м/с2 J2, м/с2
0,0291 0,0249 0,0042 -29,0586 -26,7718 -2,2868 3220,90 7334,66 -4113,76
0,0225 0,0189 0,0035 -27,7575 -24,6752 -3,0823 8039,41 10726,38 -2686,97
0,0163 0,0135 0,0028 -25,3351 -21,8289 -3,5062 12856,09 13792,24 -936,14
0,0108 0,0089 0,0020 -21,8266 -18,3195 -3,5072 17366,66 16439,08 927,58
0,0063 0,0051 0,0012 -17,3387 -14,2535 -3,0852 21265,95 18586,51 2679,44
0,0028 0,0023 0,0006 -12,0457 -9,7545 -2,2912 24277,45 20169,27 4108,17
0,0007 0,0006 0,0001 -6,1800 -4,9592 -1,2209 26180,76 21139,30 5041,47
0,0000 0,0000 0,0000 -0,0165 -0,0132 -0,0033 26833,88 21467,11 5366,78

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №62 - открытая онлайн библиотека

Рисунок 3. Перемещение поршня

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №63 - открытая онлайн библиотека

Рисунок 4. Скорость поршня

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №64 - открытая онлайн библиотека

Рисунок 5. Ускорения поршня

ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма заключается в определении суммарных сил и моментов, возникающих от давления газов и сил инерции. По этим силам рассчитывают основные детали на прочность и износ, а также определяют неравномерность крутящего момента и степень неравномерности хода двигателя на детали кривошипно-шатунного механизма действуют силы:

- давления газов в цилиндре;

- инерции возвратно-поступательно движущихся масс;

- центробежные силы;

- давление на поршень со стороны картера (приблизительно равное атмосферному давлению);

- силы тяжести (силы тяжести в динамическом расчете не учитывают).

Все действующие в двигателе силы воспринимаются полезным сопротивлением на коленчатом валу, силами трения и опорами двигателя.

В течение каждого рабочего цикла (720о для четырехтактного двигателя) силы, действующие в КШМ, непрерывно изменяются по величине и по направлению. Поэтому для определения характера изменения этих сил по углу поворота коленчатого вала их величины определяют для ряда отдельных положений вала через каждые 10о. Результаты динамического расчета сводят в таблицы.

Силы давления газов

Силы давления газов, действующих на площадь поршня, для упрощения динамического расчета заменяют одной силой, направленной по оси цилиндра и приложенной к оси поршневого пальца. Ее определяют для каждого момента времени (угла Расчёт параметров в начале процесса расширения - №65 - открытая онлайн библиотека ) по индикаторной диаграмме, построенной на основании теплового расчета.

Сила давления газов на поршень:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №66 - открытая онлайн библиотека

где Расчёт параметров в начале процесса расширения - №67 - открытая онлайн библиотека - площадь поршня, м2,

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №68 - открытая онлайн библиотека - давление газов в любой момент времени, МПа,

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №69 - открытая онлайн библиотека - атмосферное давление, МПа.

Из уравнения для силы давления газов следует, что кривая сил давления газов по углу поворота коленчатого вала будет иметь тот же характер изменения, что и кривая давления газов Расчёт параметров в начале процесса расширения - №70 - открытая онлайн библиотека .

6.2. Приведение масс частей КШМ

По характеру движения массы деталей КШМ делятся на:

- движущиеся возвратно-поступательно (поршневая группа и верхняя головка шатуна);

- совершающие вращательные движения (коленчатый вал и нижняя головка шатуна);

- совершающие сложное плоскопараллельное движение (стержень шатуна).

Для упрощения динамического расчёта действительный КШМ заменяется динамически эквивалентной системой сосредоточенных масс (рис. 1).

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №71 - открытая онлайн библиотека

Рис. 1. Система сосредоточенных масс, динамически эквивалентная КШМ:

а) приведенная система кривошипно-шатунного механизма,

б) приведение масс кривошипа.

Массу поршневой группы Расчёт параметров в начале процесса расширения - №72 - открытая онлайн библиотека считают сосредоточенной на оси поршневого пальца в точке А (рис. 1, а). Массу шатунной группы Расчёт параметров в начале процесса расширения - №73 - открытая онлайн библиотека заменяют двумя массами, одна из которых Расчёт параметров в начале процесса расширения - №74 - открытая онлайн библиотека сосредоточена на оси поршневого пальца в точке А, а другая Расчёт параметров в начале процесса расширения - №75 - открытая онлайн библиотека - на оси кривошипа в точке В. Величины этих масс (кг):

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №76 - открытая онлайн библиотека , Расчёт параметров в начале процесса расширения - №77 - открытая онлайн библиотека ,

где Расчёт параметров в начале процесса расширения - №78 - открытая онлайн библиотека -длина шатуна;

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №79 - открытая онлайн библиотека - расстояние от центра кривошипной головки до центра тяжести шатуна;

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №80 - открытая онлайн библиотека - расстояние от центра поршневой головки до центра тяжести шатуна.

Для большинства существующих конструкций автомобильных и тракторных двигателей Расчёт параметров в начале процесса расширения - №81 - открытая онлайн библиотека , а Расчёт параметров в начале процесса расширения - №82 - открытая онлайн библиотека .

При расчётах можно принимать средние значения

mш.п = 0,275mш, mш. к = 0,725mш.

Система сосредоточенных масс, динамически эквивалентная КШМ, состоит из массы Расчёт параметров в начале процесса расширения - №83 - открытая онлайн библиотека , сосредоточенной в точке А и имеющей возвратно-поступательное движение, и массы Расчёт параметров в начале процесса расширения - №84 - открытая онлайн библиотека , сосредоточенной в точке B и имеющей вращательное движение.

Для приближенного определения значений Расчёт параметров в начале процесса расширения - №72 - открытая онлайн библиотека , Расчёт параметров в начале процесса расширения - №73 - открытая онлайн библиотека и Расчёт параметров в начале процесса расширения - №87 - открытая онлайн библиотека , можно используя конструктивные массы Расчёт параметров в начале процесса расширения - №88 - открытая онлайн библиотека (кг/м2), приведенные в таблице 6.

Площадь поршня рассчитываемого ДВС составляет:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №89 - открытая онлайн библиотека .

Таблица 6

Элементы КШМ Конструктивные массы, кг/м2
Поршневая группа Расчёт параметров в начале процесса расширения - №90 - открытая онлайн библиотека Поршень из алюминиевого сплава   80…150
Шатун Расчёт параметров в начале процесса расширения - №91 - открытая онлайн библиотека 100…200
Неуравновешенные части одного колена вала без противовесов Расчёт параметров в начале процесса расширения - №92 - открытая онлайн библиотека   150…200

Масса поршня: Расчёт параметров в начале процесса расширения - №93 - открытая онлайн библиотека (6.3)

Масса шатуна: Расчёт параметров в начале процесса расширения - №94 - открытая онлайн библиотека (6.4)

Масса неуравновешенных частей одного колена вала без противовесов:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №95 - открытая онлайн библиотека (6.5)

Масса части шатуна прилегающая к поршневому пальцу:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №96 - открытая онлайн библиотека

Масса части шатуна прилегающая к шатунной шейке:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №97 - открытая онлайн библиотека ;

Масса имеющая возвратно-поступательное движение:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №98 - открытая онлайн библиотека (6.6)

Масса имеющая вращательное движение:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №99 - открытая онлайн библиотека (6.7)

6.3 Силы инерции

Силы инерции, действующие в КШМ, в соответствии с характером движения приведенных масс подразделяются на силы инерции поступательно движущихся масс Расчёт параметров в начале процесса расширения - №100 - открытая онлайн библиотека и центробежные силы инерции вращающихся масс Расчёт параметров в начале процесса расширения - №101 - открытая онлайн библиотека (рис.2).

Рис. 2. Схема действия сил в кривошипно-шатунном механизме: а) инерционных и газовых, б) суммарных.
Расчёт параметров в начале процесса расширения - №102 - открытая онлайн библиотека

Сила инерции от возвратно-поступательно движущихся масс

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №103 - открытая онлайн библиотека , (6.8)

а также силу Расчёт параметров в начале процесса расширения - №100 - открытая онлайн библиотека можно представить в виде суммы сил инерции 1 и 2 порядка:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №105 - открытая онлайн библиотека (6.9)

Расчеты Расчёт параметров в начале процесса расширения - №100 - открытая онлайн библиотека должны производиться для тех же положений кривошипа, для которых определялись Расчёт параметров в начале процесса расширения - №70 - открытая онлайн библиотека и Расчёт параметров в начале процесса расширения - №108 - открытая онлайн библиотека . Необходимые величины для расчета сил инерции: Расчёт параметров в начале процесса расширения - №109 - открытая онлайн библиотека , Расчёт параметров в начале процесса расширения - №110 - открытая онлайн библиотека .

Центробежная сила инерции вращающихся масс шатуна:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №111 - открытая онлайн библиотека (6.10)

6.4. Суммарные силы, действующие в КШМ

Суммарные силы, действующие в КШМ, определяют алгебраическим сложением сил давления газов и сил возвратно-поступательно движущихся масс: Расчёт параметров в начале процесса расширения - №112 - открытая онлайн библиотека . Суммарная сила Расчёт параметров в начале процесса расширения - №113 - открытая онлайн библиотека , как и силы Расчёт параметров в начале процесса расширения - №108 - открытая онлайн библиотека и Расчёт параметров в начале процесса расширения - №100 - открытая онлайн библиотека , направлена по оси цилиндра и приложена к оси поршневого пальца (рис. 2б). Воздействие от силы Расчёт параметров в начале процесса расширения - №113 - открытая онлайн библиотека передается на стенки цилиндра перпендикулярно его оси и на шатун по направлению его оси.

Сила Расчёт параметров в начале процесса расширения - №117 - открытая онлайн библиотека , действующая перпендикулярно оси цилиндра, называется нормальной силой и воспринимается стенками цилиндра Расчёт параметров в начале процесса расширения - №118 - открытая онлайн библиотека , где Расчёт параметров в начале процесса расширения - №119 - открытая онлайн библиотека - угол отклонения шатуна от оси цилиндра Расчёт параметров в начале процесса расширения - №120 - открытая онлайн библиотека . Нормальная сила считается положительной, если создаваемый ею момент относительно оси колен. вала направлен противоположно направлению вращения вала двигателя.

Сила Расчёт параметров в начале процесса расширения - №121 - открытая онлайн библиотека , действующая вдоль шатуна, воздействует на него и далее передается кривошипу. Она считается положительной, если сжимает шатун, и отрицательной, если его растягивает: Расчёт параметров в начале процесса расширения - №122 - открытая онлайн библиотека .

От действия силы S на шатунную шейку возникают две составляющие силы (рис. 2б): сила направленная по радиусу кривошипа: Расчёт параметров в начале процесса расширения - №123 - открытая онлайн библиотека , и тангенциальная сила, направленная по касательной к окружности радиуса кривошипа: Расчёт параметров в начале процесса расширения - №124 - открытая онлайн библиотека . Сила Расчёт параметров в начале процесса расширения - №125 - открытая онлайн библиотека считается положительной, если она сжимает щеки колена. Сила Расчёт параметров в начале процесса расширения - №126 - открытая онлайн библиотека принимается положительной, если направление создаваемого ею момента совпадает с направлением вращения коленчатого вала.

6.5. Силы действующие на шейки коленчатого вала

Силы действующие на шатунные шейки рядных двигателей, определяются аналитическим или графическим способами. Я применил аналитический метод для определения этих сил.

Результирующая сила, действующая на шатунную шейку:

Расчёт параметров в начале процесса расширения - №127 - открытая онлайн библиотека ,

где Pk = KRш + K

KRш = -mш.к·R·ω2

Направление результирующей силы Расчёт параметров в начале процесса расширения - №128 - открытая онлайн библиотека для различных положений коленчатого вала определяется углом Расчёт параметров в начале процесса расширения - №129 - открытая онлайн библиотека , заключенным между вектором Расчёт параметров в начале процесса расширения - №128 - открытая онлайн библиотека и осью кривошипа. Этот угол находится из соотношения: Расчёт параметров в начале процесса расширения - №131 - открытая онлайн библиотека (рис. 3) Расчёт параметров в начале процесса расширения - №132 - открытая онлайн библиотека

Рис. 3 Силы действующие на: а) шатунную шейку вала; б) колено вала.

Далее приводятся сводные таблицы сил действующих на КШМ, а также графики этих сил.

Литература

1. Методические указания по выполнению курсовой работы для студентов очной и заочной форм обучения по направлению «653200-Транспортные машины и транспортно-технологические комплексы»: Екатеринбург 2012.

2. Двигатели внутреннего сгорания: теория, моделирование и расчёт процессов. Под редакцией Б.А. Шароглазова: Челябинск – ЮурГУ, 2004

3. Двигатели внутреннего сгорания. Рабочие процессы. Под редакцией Н. Х. Дьяченко – машиностроение: ленинградское отделение, 1974.