Построение развернутой индикаторной диаграммы

Перестраивается индикаторная диаграмма в разверну­тую диаграмму по углу поворота коленчатого вала, которая затем используется для нахождения графическим путем сум­марных сил, действующих на поршень. Перестроение осушествляют по методу Ф.А. Брикса. Для этого под индикаторной диаграммой строят вспомогательную полуокружность радиусом R = S/2 (рис). Далее от центра полуокружности (точка О) в сторону н.м.т. откладывают поправку Брикса, равную Rּ λ /2. Полуокружность делят лучами из центра О на несколько частей, а из центра Брикса (точка О') проводят линии, параллельные этим лучам. Точки, полученные на полуокружности, соответствуют определенным углам φ. Из этих точек проводят вертикальные линии до пересечения с линиями индикаторной диаграммы и полученные величины давлений откладывают на вертикали соответствующих углов φ. Развертку индикаторной диаграммы обычно начинают от в.м.т. в процессе хода впуска. При этом следует учесть, что на свернутой индикаторной диаграмме давление откладывается от абсолютного нуля, а на разверноутой показывают избыточное давление над поршнем р_Г = р_Г.ИНД – р₀. Следовательно, давления в цилиндре двигателя, меньшие атмосферных, на развернутой диаграмме будут отрицательными. Силы давления газов, направленные к оси коленчатого вала, считаются положительными, а от коленчатого вала – отрицательными.

При построении развернутой диаграмма масштаб давле­ния принимается таким же, как на свернутой, диаграмме, масштаб углов поворота – в 1 мм 2 градуса. В этом случае длина диаграммы для четырехтактного двигателя равна 360 мм.

2.4. Силы инерции

Силы инерции, действующие в кривошипно-шатунном механизме, в соответствии с характером движения приведенных масс подразделяют на силы инерции поступательно движущихся масс Р_J и центробежные силы инерции вращающихся масс P_S (рис. 8.3, а).

Сила инерции от возвратно-поступательно движущихся масс:

Р, = - m_J ∙ j, (8.5)

В уравнении (8.5) знак миyус показывает, что сила инерции направлена в сторону, противоположную ускорению. Силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс действуют по оси цилиндра и как силы давления газов, являются положительными, если они направлены к оси коленчатого вала, и отрицательными, если они направлены от коленчатого вала.

Кривую силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс строят аналогично кривой ускорения поршня (см. рис. 7.5).

Расчеты Р_J должны производиться для тех же положений кривошип (углов φ), для которых определялись Δ р_г и Р_г.

Центробежная сила инерции вращающихся масс

P_S = - m_S ∙ R ∙ w², (8.7)

постоянна по величине (при w = const), действует по радиусу кривошипа и направлена от оси коленчатого вала.

Центробежная сила инерции P_S является результирующей двух сил:

силы инерции вращающихся масс шатуна

P_S.Ш = - m_S.Ш ∙ R ∙ w², (8.8)

и силы инерции вращающихся масс кривошипа

P_S.К = - m_S.К ∙ R ∙ w², (8.9)

Для V-образных двигателей, у которых два одинаковых шатуна расположены рядом на одной шейке:

P_SΣ = P_S.K + 2 ∙ P_S.Ш = - (m_K + 2 ∙ m_Ш.К) ∙ R ∙ w², (8.7)