Эффективные показатели двигателя

 

Среднее давление механических потерь для бензиновых двигателей с числом цилиндров до шести и отношением S / D ≤ 1

 

р _м = 0,034 + 0,0113 v _п.ср.

 

Для карбюраторного двигателя, предварительно приняв ход поршня S равным 78 мм, получим значение средней скорости поршня:

при n _N = 4500 мин^-1

 

 /(10⁴ ∙ 3) = 78 ∙ 4500/30000 = 11,7 м/с;

 

при n_N = 3200 мин^-1

 

 /(10⁴ ∙ 3) = 78 ∙ 3200/30000 = 8,32 м/с;

 

при n_N = 1000 мин^-1

 

 /(10⁴ ∙ 3) = 78 ∙ 1000/30000 = 2,6 м/с;

 

тогда

при n _N = 4500 мин^-1

 

р _м = 0,034 + 0,0113 ∙ 11,7 = 0,1662 МПа;

 

при n_N = 3200 мин^-1

 

р _м = 0,034 + 0,0113 ∙ 8,32 = 0,1280 МПа;

 

при n_N = 1000 мин^-1

 

р _м = 0,034 + 0,0113 ∙ 2,6 = 0,0634 МПа.

 

Среднее эффективное давление и механический КПД

 

и

 

при n _N = 4500 мин^-1

 

 1,06848 – 0,1662 = 0,90228 и  0,90228/1,06848 = 0,8445;

 

при n_N = 3200 мин^-1

 

 1,17408 – 0,1280 = 1,04606 и  1,04608/1,17408 = 0,8910;

 

при n_N = 1000 мин^-1

 

 1,1328 – 0,0634 = 1,0694 и  1,0694/1,1328 = 0,9440.

 

Эффективный КПД и эффективный удельный расход топлива

 

и  :

 

при n _N = 4500 мин^-1

 0,322 ∙ 0,8445 = 0,272 и  3600/43,93 ∙ 0,272 = 301;

 

при n_N = 3200 мин^-1

 

 0,350 ∙ 0,8910 = 0,312 и  3600/43,93 ∙ 0,312 = 263;

 

при n_N = 1000 мин^-1

 

 0,344 ∙ 0,9440 = 0,323 и   3600/43,93 ∙ 0,323 = 254.

 

Параметры	Индикаторные и эффективные параметры двигателя
n	1000	3200	4500
pi ′	1,180	1,223	1,113
pi	1,1328	1,17408	1,06848
	0,344	0,350	0,322
g i	238	234	254
v с.пр	2,6	8,32	11,7
р м	0,0634	0,1280	0,1662
pe	1,0694	1,04606	0,90228
	0,9440	0,8910	0,8445
	0,323	0,312	0,272
ge	254	263	301

 

 

1.7. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЦИЛИНДРА И ДВИГАТЕЛЯ

 

Литраж карбюраторного двигателя

 

 30 ∙ 4 ∙ 60/(0,90228 ∙ 4500) = 1,773 л.

 

Рабочий объём одного цилиндра карбюраторного двигателя

 

 1,773/4 = 0,4433 л.

 

Диаметр цилиндра. Так как ход поршня предварительно был принят S = 78 мм для карбюраторного двигателя, то

 

 

 

Окончательно принимается для карбюраторного двигателя D = 85,1 мм и S = 78 мм

Основные параметры и показатели двигателей определяются по окончательно принятым значениям D и S:

 

площадь поршня

 

литраж двигателя

 

мощность двигателя

 

литровая мощность двигателя

 

крутящий момент

 

часовой расход топлива

 

Параметры	Основные параметры и показатели двигателя
n, мин	1000	3200	4500
F п, см2	56,85
V л, л	1,77
N л, кВт/л	33,84
N e, кВт	15,77	49,37	59,89
M e, H⋅м	150,67	147,40	127,15
G t, кг/ч	4,15	12,54	18,03

 

1.8. ПОСТРОЕНИЕ ИНДИКАТОРНОЙ ДИАГРАММЫ

 

Индикаторная диаграмма карбюраторного двигателя (см. рис. 1.4) построена для номинального режима работы двигателя, т.е. при N _e = 60 кВт и n = 4500 мин^-1, аналитическим методом.

Масштабы диаграммы: масштаб хода поршня M _S = l мм в мм; масштаб давлений M _p = = 0,05 МПа в мм.

Величины в приведённом масштабе, соответствующие рабочему объёму цилиндра и объёму камеры сгорания (см. рис. 1.4):

 

AB = S / M_S = 78 /1,0 = 78 мм; OA = AB /(ε −1) = 78 /(8,2 −1) = 10,83 мм.

 

Максимальная высота диаграммы (точка z)

p_z / M _p − 6,76 / 0,05 = 135,2 мм.

Ординаты характерных точек:

 

 0,085/0,05 = 1,7 мм;  1,79549/0,05 = 35,91 мм;

 

 0,46118/0,05 = 9,22 мм;  0,118/0,05 = 2,36 мм;

 

 0,1/0,05 = 2 мм.

 

Построение политроп сжатия и расширения аналитическим методом:

 

а) политропа сжатия , отсюда

 

 

где OB = OA + AB = 10,83 + 78 = 88,83 мм;

 

б) политропа расширения , отсюда

 

 

Результаты расчёта точек политроп приведены в табл. 1.4.

Скругление индикаторной диаграммы осуществляется на основании следующих соображений и расчётов. Так как рассчитываемый двигатель достаточно быстроходный

(n = 4500 мин^-1), то фазы газораспределения необходимо устанавливать с учётом получения хорошей очистки цилиндра от отработавших газов и обеспечения дозарядки в пределах, принятых в расчёте. В связи с этим начало открытия впускного клапана

(точка r') устанавливается за 18° до прихода поршня в в.м.т., а закрытие (точка а") – через 60° после прохода поршнем н.м.т.; начало открытия выпускного клапана (точка b ′) принимается за 55° до прихода поршня в н.м.т., а закрытие (точка а') – через 25° после прохода поршнем в.м.т. Учитывая быстроходность двигателя, угол опережения зажигания θ принимается равным 35°, а продолжительность периода задержки воспламенения –

Δ ₁ = 5°.

В соответствии с принятыми фазами газораспределения и углом опережения зажигания определяют положение точек r ′, a ′, a ′′, c ′, f и b ′ по формуле для перемещения поршня

 

 

где λ – отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

Таблица 1.4

№ точек	ОХ, мм		Политропа сжатия			Политропа расширеня
				мм	МПа		мм	МПа
1	10,2	8,71	19,65	33,41	1,67 (точ- ка с)	14,80	136,46	6,82 (точ- ка z)
2	11	8,08	17,73	30,14	1,51	13,48	124,29	6,21
3	12,5	7,11	14,87	25,28	1,26	11,50	106,03	5,30
4	17,4	5,11	9,44	16,05	0,80	7,62	70,26	3,51
5	22,4	3,97	6,67	11,34	0,58	5,56	51,26	2,56
6	29,5	3,01	4,56	7,75	0,39	3,94	36,33	1,82
7	44,3	2,01	2,61	4,44	0,22	2,38	21,94	1,10
8	58,8	1,51	1,76	2,99	0,15	1,67	15,40	0,77
9	86,76	1,02	1,03	1,75	0,09	1,03	9,50	0,48
					точ- ка a			точ- ка b

 

Выбор величины λ производится при проведении динамического расчёта, а при построении индикаторной диаграммы предварительно принимается λ = 0,285.

Расчёты ординат точек r', a', a", c', f и b' сведены в табл. 1.5.

Положение точки с ′′ определяется из выражения

 

 1,20 ∙ 1,79549 = 2,155 МПа;

 

 2,155/0,05 = 43,1 мм.

 

Действительное давление сгорания

 

 0,85 ∙ 6,33237 = 5,38 МПа;

 

 5,38/0,05 = 107,6 мм.

 

Таблица 1.5

Обозначение точек	Положение точек			Расстояние точек от в.м.т., (АХ), мм
r'	18° до в.м.т	18	0,0655	2,6
a'	25° после в.м.т.	25	0,1223	4,8
a'’	60° после в.м.т	120	0,6069	62,5
c'	35° до в.м.т.	35	0,2313	9,0
f	30° до в.м.т.	30	0,1697	6,6
b'	55° до в.м.т.	125	1,6667	65,0

 

Для упрощения расчётов можно принять, что максимальное давление сгорания достигается через – 10º после в.м.т.

Соединяя плавными кривыми точки rca ′ c ′ cc ′′ и далее с Z _d и кривой расширения b ′ c b ′′ и линией выпуска b ′′ r ′ r, получим скруглённую действительную индикаторную диаграмму ra ′ ac ′ fc ′′ Z _d b ′ b ′′ r.

 

 

1.9. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ

 

Общее количество теплоты, введённой в двигатели при номинальном скоростном режиме (все данные взяты из теплового расчёта):

• карбюраторный двигатель

при n _N = 4500 мин^-1

 

Дж/с;

 

Дж/с;

 

при n_N = 3200 мин^-1

 

Дж/с;

 

при n_N = 1000 мин^-1

 

 Дж/с.

 

Теплота, эквивалентная эффективной работе за 1 с:

• карбюраторный двигатель

при n _N = 4500 мин^-1

 

 Дж/с;

 

Дж/с;

 

при n_N = 3200 мин^-1

 

Дж/с;

 

при n_N = 1000 мин^-1

 

Дж/с.

 

Теплота, передаваемая охлаждающей среде:

• карбюраторный двигатель

при n _N = 4500 мин^-1

 

Q _в = 0,5 · 4 · 8,21^1+2∙0,65 · 4500^0,65 · (43 930 – 4333) / (0,93 · 43 930) = 58051 Дж/с;

 

при n_N = 3200 мин^-1

 

Q _в = 0,5 · 4 · 8,21^1+2∙0,65 · 3200^0,65 · (43 930 – 4333) / (0,93 · 43 930) = 46512 Дж/с;

 

при n_N = 1000 мин^-1

 

Q _в = 0,5 · 4 · 8,21^1+2∙0,65 · 1000^0,65 · (43 930 – 4333) / (0,93 · 43 930) = 21899 Дж/с.

 

Теплота, унесённая с отработавшими газами:

• карбюраторный двигатель

при n _N = 4500 мин^-1

Q _r = (18,03/3,6) · {0,52385 · [24,0037 + 8,315] · 1083 –

– 0,489 · [21,848 + 8,315] · 20} = 90352 Дж/с;

 

при n_N = 3200 мин^-1

 

Q _r = (12,54/3,6) · {0,52385 · [23,87 + 8,315] · 1056 –

– 0,489 · [21,856 + 8,315] · 20} = 60985 Дж/с;

 

при n_N = 1000 мин^-1

 

Q _r = (4,15/3,6) · {0,4952 · [24,051 + 8,315] · 966 –

– 0,453 · [21,869 + 8,315] · 20} = 17533 Дж/с.

 

Теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива:

• карбюраторный двигатель

при n _N = 4500 мин^-1

 

Q _н.с = 4333 · 18,03/3,6 = 21701 Дж/с;

 

при n_N = 3200 мин^-1

 

Q _н.с = 4333 · 12,54/3,6 = 15093 Дж/с;

 

при n_N = 1000 мин^-1

 

Q _н.с = 8665 · 4,15/3,6 = 9989 Дж/с.

 

Неучтённые потери теплоты:

• карбюраторный двигатель

 

Дж/с;

 

 Дж/с;

 

Составляющие теплового баланса карбюраторного двигателя.

 

Составляющие теплового баланса	Частота вращения двигателя
	1000		3200		4500
	Q1, Дж/с	g1, %	Q1, Дж/с	g1, %	Q1, Дж/с	g1, %
Теплота, эквивалентная эффективной работе	15770		49370		59890
Теплота, передаваемая окружающей среде	21899		46512		58051
Теплота, унесенная с отработавшими газами	17533		60985		90352
Теплота, потеренная из-за химической неполноты сгорания топлива	9989		15093		21701
Неучтённые потери теплоты	-14549		-18937		-9978
Общее количество теплоты, введённой в двигатель с топливом	50642		153023		220016

 

Из таблицы видно, что основная часть теплоты топлива расходуется на эффективную работу, нагрев охлаждающей среды и потери с отработавшими газами.

 

 

1.10. КИНЕМАТИКА РАСЧЁТА КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ

    

Величины инерционных усилий, действующих в двигателе, зависят от размеров кривошипно-шатунного механизма и их соотношений.

Установлено, что с уменьшением λ = R / L _ш (за счёт увеличения L _ш) происходит снижение инерционных и нормальных сил, но при этом увеличивается высота двигателя и его масса. В связи с этим в автомобильных и тракторных двигателях принимают λ =

 = 0,23...0,30.

Для двигателей с малым диаметром отношение R / L _ш выбирают с таким расчётом, чтобы избежать задевания шатуна за нижнюю кромку цилиндра.

Минимальную длину шатуна и максимально допустимое значение λ без задевания шатуна за кромку цилиндра определяют следующим образом (рис. 1.5): на вертикальной оси цилиндра наносят центр коленчатого вала О, из которого радиусом R = S / 2 проводят окружность вращения центра шатунной шейки. Далее, пользуясь конструктивными размерами элементов коленчатого вала, из точки В (центр кривошипа, находящихся в н.м.т.) радиусом r ш. ш проводят окружность шатунной шейки, из центра О радиусом r ₁ – вторую окружность вращения крайней точки щеки или противовеса.

Выбор λ и длины L _ш шатуна. В целях уменьшения высоты двигателя без значительного увеличения инерционных и нормальных сил отношение радиуса кривошипа к длине шатуна предварительно было принято в тепловом расчёте λ = 0,285. При этих условиях L _ш = R /λ = 39/0,285 = 136,8 мм.

 

 

Рис. 1.5. Схема кривошипно-шатунного механизма

для определения минимальной длины шатуна

Построив кинематическую схему кривошипно-шатунного механизма (см. рис. 1.5), устанавливаем, что ранее принятые значения L _ш и λ обеспечивают движение шатуна без задевания за нижнюю кромку цилиндра. Следовательно, перерасчёта величин L _ш и λ не требуется.

  Перемещение поршня.

Определяем перемещение поршня в зависимости от угла поворота коленчатого вала двигателя

 

мм.

 

Расчёт   производится аналитически через каждые 10° угла поворота коленчатого вала.

 

Значения для  при различных  взяты из табл. 1.6 как средние между значениями при λ = 0,28 и 0,29 и занесены в гр. 2 расчётной табл. 1.9 (для сокращения объёма значения в таблице даны через 30^◦).

 

 

Рис. 1.6. Путь, скорость и ускорение поршня карбюраторного двигателя

 

Таблица 1.9

j, м/с² 7 +11126 +8725 +3093 −2466 −5559 −6260 −6186 −6260 −5559 −2466 +3093 +8725 +11126     6 +1,2860 +1,0085 +0,3575 −0,2850 −0,6425 −0,7235 −0,7150 −0,7235 −0,6425 −0,2850 +0,3575 +1,0085 +1,2860 , м/с 5 0,00 +11,45 +18,17 +18,37 +13,64 +6,92 0,00 −6,92 −13,64 −18,37 −18,17 −11,45 0,00   4 0,0000 +0,6234 +0,9894 +1,0000 +0,7426 +0,3766 0,0000 −0,3766 −0,7426 −1,0000 −0,9894 −0,6234 −0,0000 , мм 3 0,00 6,61 23,67 44,56 62,67 74,16 78,00 74,16 62,67 44,56 23,67 6,61 0,00 2 0,0000 +0,1697 +0,6069 +1,1425 +1,6069 +1,9017 +2,0000 +1,9017 +1,6069 +1,1425 +0,6069 +1,1697 +0,0000 ^◦ 1 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360

 

   

 Угловая скорость вращения коленчатого вала

 

 = π n / 30 = 3,14 ⋅ 4500 / 30 = 471 рад/с.

 

Скорость поршня. Учитывая, что при перемещении поршня скорость его движения переменна и зависит только от изменения угла поворота кривошипа и отношения λ/2, тогда

 

м/с.

 

Значения для [sin  + (0,285/ 2)sin 2 ] взяты из табл. 1.7 и занесены в гр. 4, а рассчитанные значения   – в гр. 5 табл. 1.9.

Ускорение поршня рассчитывается по формуле

 

м/с².

 

Значения для (cos  + 0,285cos 2 ) взяты из табл. 1.8. и занесены в гр. 6, а расчётные j – в гр. 7 табл. 1.9.

По данным табл. 1.9. построены графики рис. 1.5 s _x в масштабе M _s = 2 мм в мм, v _n – в масштабе М _v = 1 м/с в мм, j – в масштабе M _j = 500 м/с2 в мм. Масштаб угла поворота коленчатого вала  = 3° в мм.

При j = 0 v _п = ± v _max, а на кривой s_x – эта точка перегиба.

 

 

1.11. РАСЧЁТ ДИНАМИКИ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Силы давления газов. Индикаторную диаграмму (см. рис 1.4), полученную в тепловом расчёте, развертывают по углу поворота кривошипа (рис 1.7) по методу Брикса.

Поправка Брикса

R λ /(2 M _s) = 39 ⋅ 0,285 /(2 ⋅1) = 5,56 мм,

 

где М _s – масштаб хода поршня на индикаторной диаграмме.

Масштабы развернутой диаграммы: давлений и удельных сил M _p = 0,05 МПа в мм; полных сил M _p = M _p ∙ F _n = 0,05 · 0,004776 = 0,000239 МН в мм, или М _p = 239 H в мм, угла поворота кривошипа М _p = 3° в мм, или

 

 рад в мм,

 

где ОВ – длина развёрнутой индикаторной диаграммы, мм.

По развёрнутой диаграмме через каждые 10° угла поворота кривошипа определяют значения Dp _r и заносят в гр. 2 сводной табл. 1.10 динамического расчёта (в таблице значения даны через 30° и точка при φ = 370°).

 

Таблица 1.10

°	Δ р r, МПа	j, м/с2	р j, МПа	р, МПа	tgβ	р N, МПа		р s, МПа		р k, МПа		р T, МПа	Т, кН	М кр.цб, Н·м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
0	0,019	11126	-1,5716	-1,5526	0	0	1,0000	-1,5526	1,0000	-1,5526	0	0	0	0
30	-0,014	8725	-1,2324	-1,2464	0,1435	-0,1789	1,0105	-1,2595	0,7940	-0,9896	0,6245	-0,7784	-4,4252	-172,6
60	-0,014	3093	-0,4369	-0,4509	0,2525	-0,11399	1,0310	-0,4649	0,2810	-0,1267	0,9925	-0,4475	-2,5440	-99,2
90	-0,014	-2466	0,3483	0,3343	0,2945	0,0985	1,0425	0,3485	-0,2945	-0,0985	1,0000	0,3343	1,9005	74,1
120	-0,014	-5559	0,7852	0,7712	0,2525	0,1947	1,0310	0,7951	-0,7190	-0,5545	0,7395	0,5703	3,2422	126,4
150	-0,014	-6260	0,8842	0,8702	0,1435	0,1249	1,0105	0,8793	-0,9380	-0,8163	0,3755	0,3268	1,8579	72,5
180	-0,014	-6186	0,8738	0,8598	0	0	1,0000	0,8598	-1,0000	-0,8598	0	0	0	0
210	-0,014	-6260	0,8842	0,8702	0,1435	0,1249	1,0105	0,8793	-0,9380	-0,8163	-0,3755	-0,3268	-1,8579	-72,5
240	-0,014	-5559	0,7852	0,7712	0,2525	0,1947	1,0310	0,7951	-0,7190	-0,5545	-0,7395	-0,5703	-3,2422	-126,4
270	0,021	-2466	0,3483	0,3693	0,2945	0,1088	1,0425	0,3850	-0,2945	-0,1088	-1,0000	-0,3693	-2,0995	-81,9
300	0,149	3093	-0,4369	-0,2879	0,2525	-0,0727	1,0310	-0,2968	0,2810	-0,0809	-0,9925	0,2857	1,6242	63,3
330	0,718	8725	-1,2324	-0,5144	0,1435	-0,0738	1,0105	-0,5198	0,7940	-0,4084	-0,6245	0,3212	1,8260	71,2
360	1,928	11126	-1,5716	0,3564	0	0	1,0000	0,3564	1,0000	0,3564	0	0	0	0
370	5,412	10683	-1,5090	3,9030	0,05	0,1952	1,0010	3,9069	0,9760	3,8093	0,2220	0,8665	4,9261	192,1
390	3,425	8725	-1,2324	2,1926	0,1435	0,3146	1,0105	2,2156	0,7940	1,7409	0,6245	1,3693	7,7845	303,6
420	1,356	3093	-0,4369	0,9191	0,2525	0,2321	1,0310	0,9476	0,2810	0,2583	0,9925	0,9122	5,1859	202,3
450	0,723	-2466	0,3483	1,0713	0,2945	0,3155	1,0425	1,1168	-0,2945	-0,3155	1,0000	1,0713	6,0903	237,5
480	0,452	-5559	0,7852	1,2372	0,2525	0,3124	1,0310	1,2756	-0,7190	-0,8896	0,7395	0,9150	5,2018	202,9
510	0,282	-6260	0,8842	1,1662	0,1435	0,1674	1,0105	1,1784	-0,9380	-1,0939	0,3755	0,4379	2,4895	97,1
540	0,152	-6186	0,8738	1,0258	0	0	1,0000	1,0258	-1,0000	-1,0258	0	0	0	0
570	0,027	-6260	0,8842	0,9112	-0,1435	-0,1308	1,0105	0,9208	-0,9380	-0,8547	-0,3755	-0,4322	-2,4571	-95,8
600	0,019	-5559	0,7852	0,8042	-0,2525	-0,2031	1,0310	0,8291	-0,7190	-0,5782	-0,7395	-0,5947	-3,3809	-131,9
630	0,019	-2466	0,3483	0,3673	-0,2945	-0,1082	1,0425	0,3829	-0,2945	-0,1082	-1,0000	-0,3673	-2,0881	-81,4
660	0,019	3093	-0,4369	-0,4179	-0,2525	0,1055	1,0310	-0,4309	0,2810	-0,1174	-0,9925	0,4148	2,3581	91,9
690	0,019	8725	-1,2324	-1,2134	-0,1435	0,1741	1,0105	-1,2261	0,7940	-0,9634	-0,6245	0,7578	4,3081	168,02
720	0,019	11126	-1,5716	-1,5526	0	0	1,0000	-1,5526	1,0000	-1,5526	0	0	0	0

 

Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма.

 

Масса поршневой группы (для поршня из алюминиевого сплава принято

(т' _п = 100 кг/м²)

 

 100  0,004776 = 0,4776 кг.

 

Масса шатуна (для стального кованого шатуна принято т' _ш = 150 кг/м²)

 

 150 ∙ 0,004776 = 0,7164 кг.

 

Масса неуравновешенных частей одного колена вала без противовесов (для литого чугунного вала принято m' _к = 140 кг/м²)

 

 140 ∙ 0,004776 = 0,66864 кг.

 

Масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца

 

 0,275 ∙ 0,7164 = 0,19701 кг.

 

Масса шатуна, сосредоточенная на оси кривошипа

 

 0,725 ∙ 0,7164 = 0,51939 кг.

 

Массы, совершающие возвратно-поступательное движение

 

 0,4776 + 0,19701 = 0,67461 кг.

Массы совершающие вращательные движение

 

 0,66864 + 0,51939 = 1,18803 кг.

 

Удельные и полные силы инерции. Из табл. 1.9. переносят значения j в гр. 3 табл. 1.10 и определяют значения удельной силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс (гр. 4):

 

МПа;

 

центробежная сила инерции вращающихся масс

 

 − 1,18803 ∙ 0,039 ∙ 471² ∙ 10^-3 = − 10,2786 кН;

 

центробежная сила инерции вращающихся масс шатуна

 

 − 0,51939 ∙ 0,039 ∙ 471² ∙ 10^-3 = − 4,4937 кН;

 

центробежная сила инерции вращающихся масс кривошипа

 

 − 0,66864 ∙ 0,039 ∙ 471² ∙ 10^-3 = − 5,7849 кН.

 

Удельные суммарные силы. Удельная сила (МПа), сосредоточенная на оси поршневого пальца (гр. 5, табл. 1.10):

 

 

Удельная нормальная сила (МПа) p _N = p tgβ. Значения tgβ определяют для λ = 0,285 по табл. 1.12 и заносят в гр. 6, а значения р _N – в гр. 7 (табл. 10).

Удельная сила (МПа), действующая вдоль шатуна (гр. 9):

P _s = p (1/cosβ).

 

Удельная сила (МПа), действующая по радиусу кривошипа (гр. 11):

p _к = p cos(φ + β) / cosβ.

 

Удельная (гр. 13) и полная (гр. 14) тангенциальные силы (МПа и кН):

p _T = p sin(φ + β) / cosβ и T = p _T F _п = p _T 0,005685 ⋅10³.

 

По данным табл. 1.10 строят графики изменения удельных сил p _j, p, p _s, p _N, p _к и p _T в зависимости от изменения угла поворота коленчатого вала φ рис. 1.7.

Среднее значение тангенциальной силы за цикл:

 

 Н.

 

Крутящие моменты. Крутящий момент одного цилиндра (гр. 15)

 

M _{кр. ц.} = TR = T ⋅0,039⋅10³ Н·м.

 

Период изменения крутящего момента четырёхтактного двигателя с равными интервалами между вспышками

 

θ = 720/ i = 720/ 4 = 180°.

 

Суммирование значений крутящих моментов всех четырёх цилиндров двигателя осуществляется табличным методом в масштабе М _м – 10 Н·м в мм.

Средний крутящий момент двигателя:

по данным теплового расчёта

 

 Н∙м

                                                                                                          

Таблица 1.11

	Цилиндры											, Н∙м
	первый		второй				третий		четвёртый
	кривошипа	, Н∙м		кривошипа		, Н∙м	кривошипа	, Н∙м	кривошипа		, Н∙м
0	0	0			180	0	360	0		540	0	0
30	30	-172,6			210	-72,5	390	303,6		570	-95,8	-37,3
60	60	-99,2			240	-126,4	420	202,3		600	-131,9	-155,2
90	90	74,1			270	-81,9	450	237,5		630	-81,4	148,3
120	120	126,4			300	63,3	480	202,9		660	91,9	484,5
150	150	72,5			330	71,2	510	97,1		690	168,02	408,8
180	180	0			360	0	540	0		720	0	0

 

 

Силы, действующие на шатунную шейку коленчатого вала.

Суммарная сила, действующая на шатунную шейку по радиусу кривошипа:

Р _К = K +  = (K – 4,4937), кН,

 

где K = p _к F _п = p _к · 0,005685 · 10³ кН.

 

Результирующая сила R _{ш. ш.}, действующая на шатунную шейку, подсчитывается графическим сложением векторов сил T и Р _к, при построении полярной диаграммы. Масштаб сил на полярной диаграмме для суммарных сил M_р = 0,1 кН в мм.

 

Силы, действующие на колено вала. Суммарная сила, действующая на колено вала по радиусу кривошипа:

 

 кН

 

Результирующая сила, действующая на колено вала R _к = R _ш.ш. + K _Rk определяется по диаграмме R _ш.ш

 

Таблица 1.12

	Полные силы, кН
	T	K
0	0	-8,8265	-13,3202	13,3202	-19,1051	19,1051
30	-4,4252	-5,6259	-10,1196	11,0449	-15,9045	15,9045
60	-2,5440	-0,7203	-5,2140	5,8015	-10,9989	10,9989
90	1,9005	-0,5600	-5,0537	5,3992	-10,8386	10,8386
120	3,2422	-3,1523	-7,6460	8,3050	-13,4309	13,4309
150	1,8579	-4,6407	-9,1344	9,3214	-14,9193	14,9193
180	0	-4,8880	-9,3817	9,3817	-15,1666	15,1666
210	-1,8579	-4,6407	-9,1344	9,3214	-14,9193	14,9193
240	-3,2422	-3,1523	-7,6460	8,3050	-13,4309	13,4309
270	-2,0995	-0,6185	-5,1122	5,5265	-10,8971	10,8971
300	1,6242	-0,4599	-4,9536	5,2131	-10,7385	10,7385
330	1,8260	-2,3218	-6,8155	7,0559	-12,6004	12,6004
360	0	2,0261	-2,4676	2,4676	-8,2525	8,2525
370	4,9261	21,6559	17,1622	17,8552	11,3773	11,3773
390	7,7845	9,8970	5,4033	9,4760	-0,3816	0,3816
420	5,1859	1,4684	-3,0253	6,0038	-8,8102	8,8102
450	6,0903	-1,7936	-6,2873	8,7534	-12,0722	12,0722
480	5,2018	-5,0574	-9,5511	10,8758	-15,3360	15,3360
510	2,4895	-6,2188	-10,7125	10,9980	-16,4974	16,4974
540	0	-5,8317	-10,3254	10,3254	-16,1103	16,1103
570	-2,4571	-4,8590	-9,3527	9,6701	-15,1376	15,1376
600	-3,3809	-3, ⇐ Предыдущая123Следующая ⇒ Поделиться с друзьями: Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов... Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции... Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости... История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...  © cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста. Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы! 0.013 с.