Раздел 2. Динамический расчёт двигателя
2.1 Исходные материалы к динамическому расчету двигателя
1) Номинальная частота вращения коленчатого вала n, 1/мин, по которой определяется угловая скорость КВ, рад/сек
2) Число цилиндров i и их расположение – 6Р
3) Степень сжатия ε = 10
4) Рабочий объем цилиндра двигателя, л.
5) Объем камеры сжатия (сгорания), л.
л.
6) Диаметр цилиндра D =90 мм
7) Площадь поршня (площадь днища поршня), м2
м2
8) Ход поршня S =72 мм
9) Ход поршня, эквивалентный объему камеры сгорания, мм
мм
10) Радиус кривошипа, мм
мм
11) Коэффициент короткоходности
12) Критерий кинематического подобия
тогда
13) Масштабы построения
Примем масштаб угла поворота коленчатого вала
Масштаб сил
Масштаб момента
2.2 Приведение масс элементов кривошипно-шатунного механизма
Конструктивные массы, определяемые по статистическим данным:
Поршневой группы
Группы шатуна
Отношение
В соответствии с исходными данными найдем конструктивные массы, необходимые для динамического расчета:
![]() | ![]() | ![]() ![]() | ![]() ![]() | ![]() ![]() | ![]() ![]() | ![]() ![]() |
6000 | 0,27 | 108 | 157,5 | 42,525 | 114,975 | 150,525 |
D, мм | ![]() | ![]() | ![]() ![]() | ![]() ![]() |
90 | 462,32 | 689,75 | 1,2 | 1,75 |
2.3 Диаграмма сил инерции масс КШМ, движущихся возвратно-поступательно.
Соответственно, m’п=mп/Fп, m’ш=mш/Fп, m’j=mjFп и сила инерции, приходящаяся на единицу площади поршня
Её графическая интерпретация с учётом масштаба давления mp = 0,04 МПа/мм
b = arcsin ( l sin j )- угол отклонения оси шатуна от оси цилиндра.
2.4 Определение сил, нагружающих элементы кривошипно-шатунного механизма
В процессе работы двигателя на элементы КШМ, действуют следующие силовые факторы:
- сила давления газов Pг;
- сила инерции масс, совершающих возвратно-поступательное движение P j;
- суммарная сила - P S = Pг+ P j и её производные
N= P S × tg b , ,
Все из перечисленных сил изменяются по времени (по углу поворота кривошипа j) и вызывают в элементах КШМ переменные напряжения, что может привести к их усталостным поломкам.
Для оценки усталостной прочности деталей от действия на них данной системы сил необходимо иметь их функциональные зависимости от времени (от угла поворота кривошипа j).