Раздел 2. Динамический расчёт двигателя

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

 

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.

 

Определение масс элементов КШМ

 

Для определения массы КШМ, совершающей возвратно-поступательное движение Истинные значения массы поршня mп и шатуна mш определяются по статистическим значениям.

Для ДсИЗ более 4500 об/мин

Конструктивная масса поршневой группы кг/м2

Конструктивная масса шатуна кг/м2

Отношение 0,27

После выбора конструктивных масс определяются:

Конструктивная масса части шатуна, отнесенная к поршню, кг/м2

Конструктивная масса части шатуна, отнесенная к кривошипу, кг/м2

Конструктивная масса, совершающая возвратно-поступательное движение вдоль оси цилиндра, кг/м2

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.