Побудова силової схеми КШМ

Розрахунок динаміки двигуна.

Вибір та обґрунтування вихідних даних. Побудова силової схеми КШМ. Розрахунок та побудова діаграм діючих сил. Побудова діаграми сумарних дотичних сил. Визначення середньої сумарної дотичної сили та індикаторної потужності двигуна. Визначення надлишкової роботи крутильного моменту та основних розмірів маховика.

3.1 Вибір і обгрунтування вихідних даних

Дійсні процеси, що здійснюються в робочому циліндрі, в результаті складних взаємозв'язків між параметрами і фізичними явищами, а також через зміну об'єму циліндра дуже складні. Тому в розрахунках зазвичай вдаються до певних спрощень опису фізичних явищ, які дозволяють використовувати відомі положення технічної термодинаміки.

Зміна б процесах циклу залежить як від конструктивних особливостей двигуна, наприклад, дійсного ступеня стиснення, так і від параметрів в колекторах, які залежать від особливостей систем повітропостачання і газовідводу.

Розрахунок циклу зводиться до визначення параметрів в кінці певних процесів, починаючи з процесу наповнення; розрахунок параметрів, які характеризують цикл в цілому, - індикаторних показників двигуна; побудова теоретичної індикаторної діаграми. Крім того, проводять розрахунок параметрів, які характеризують роботу двигуна в цілому, - ефективних показників двигуна. Цикл розраховується для номінального режиму роботи двигуна.

Для розрахунку робочого циклу необхідно знати ряд параметрів, що виходять. Зведення основних параметрів до розрахунку циклу.

Вибір кількості початкових даних залежить від прийнятої схеми розрахунку робочого циклу, а правильність прийнятих даних істинно впливає на точність кінцевих результатів розрахунку.

Тактність (число тактів), D = 2.

Крок (градуси), Н = 10, 000.

Частота обертання колінчастого вала, n = 91 об^-1.

Питома маса поступальних частин КШМ, МS = 11200 кг/м²

Радіус кривошипа, R = 1, 4 м.

Відношення радіуса кривошипа до довжини шатуна, L = 0, 5.

Тиск сил ваги поступальних мас КШМ, РТ = 0, 112 МПа.

Тиск на поршень з його тильної частини, РК = 0, 3569 МПа.

Тиск кінця стиску, РС = 13, 945 (з розрахунку робочого циклу) МПа.

Максимальний тиск у циліндр, і РZ = 16, 734 МПа (з робочого циклу).

Ступінь попереднього розширення, RO = 1, 5957.

Показник політропи стиску, n₁ = 1, 3707 (з розрахунку циклу).

Показник політропи розширення, n₂ = 1, 2545 (з розрахунку циклу).

Ступінь стиску, EР = 14, 5 (приймається з розрахунку робочого чи циклу по документації на двигун).

Побудова силової схеми КШМ

При роботі двигуна на КШМ діє сила тиску газів у циліндрі, сили інерції мас, що рухаються, сили ваги, сили тертя і сили корисного опору на колінчатому валу.

Сили тертя в порівнянні з іншими силами невеликі і залежать від багатьох факторів, що не піддаються точному обліку (шераховатость тертьових поверхонь, умови змащення, тепловий режим, зазори й ін.). Тому в динамічних розрахунках ними зневажають, а враховують механічним ККД двигуна. Сили ваги виникають у малообертових двигунах. Визначають сили ваги по масах деталей з робочих
креслень чи результатам зважування.

Результуючої всіх сил, що діють на поршень, є рушійна сила. Рушійна сила прикладена до центра приведення всіх мас механізму, що рухаються поступально. Для крейцкопфних двигунів крапкою приведення є центр головного підшипника.

У загальному випадку рушійна сила буде представляти алгебрагическую суму:

РДВ = РГ + РS + PВ + РК + РТР,

де Р_Г - сила від тиску газів;

Р_S - сила інерції поступальних мас;

Р_В - сила ваги поступальних мас;

Р_К - сила тиску на поршень з тильної його сторони (для крейцкопфних
двигунів - тиск наддувочного повітря);

Р_ТР - сила тертя між втулкою і поршнем (при необхідності додається сила тертя в крейцкопфі).

У зв'язку з тим, що сила РВ і сила РК є величини постійні, то в розрахункових операціях буде використовуватися формула

РДВ = РГ + РS.