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.