При проведении кинематического исследования кривошипно-шатунного механизма используем уравнения кинематики, полученные для поршневых машин в общем и опубликованные в литературных источниках.
Кинематические исследования проводим исходя из следующих положений:
1. Рассматривается только центральный (аксиальный, нормальный) кривошипно-шатунный механизм, где ось цилиндра пересекается с осью коленчатого вала.
2. Предполагается, что вращение коленчатого вала происходит с постоянной угловой скоростью ω = const на заданном скоростном режиме работы двигателя.
3. Независимой переменной принимается угол поворота первого кривошипа коленчатого вала (град.) или (рад), отсчитываемый от положения кривошипа первого цилиндра, соответствующего положению поршня в нем в верхней мертвой точке (ВМТ) такта впуска (для четырехтактных двигателей) или ВМТ такта сжатия (для двухтактных двигателей). При этом поворот коленчатого вала (пкв) = 0º или = 0 рад (ГОСТ ДОО 23550 − 79).
4. Основными геометрическими размерами кривошипно-шатунного механизма являются: радиус кривошипа R и длина шатуна L.
5. Характеристикой кривошипно-шатунного механизма двигателя является отношение λ = R/L, которое для современных автотракторных двигателей лежит в пределах: λ = R/L = 0,23 .0,31.
При выборе λ для проектируемого двигателя необходимо руководствоваться следующими соображениями: с точки зрения уменьшения нормальных усилий на стенку цилиндра более длинный шатун (т.е. меньшее значение λ) предпочтительнее. Однако с уменьшением значения λ происходит увеличение высоты и массы шатуна, что приводит к росту сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс КШМ. При коротком шатуне возникает опасность задевания шатуна за нижнюю кромку цилиндра, а юбки поршня – за коленчатый вал.
В общих случаях анализа кинематики кривошипно-шатунного механизма принимают λ = 0,25.
6. Кривошипно-шатунный механизм включает три группы движущихся деталей, различающихся характером своего движения:
а) детали, совершающие вращательное движение − кривошип коленчатого вала и т.д.;
б) детали, совершающие прямолинейное движение − поршневая группа;
в) детали, совершающие сложное плоско-параллельное движение − шатунная группа.
7. В кинематическом исследовании выявляются закономерности изменений по углу поворота кривошипа:
а) перемещения детали ;
б) скорости детали ;
в) ускорения детали .
Радиус кривошипа принимаем в соответствии с принятым прототипом:
R = S/2 = 70/2 = 35 мм.
Принимаем l = R/Lш =0,25.
Длина шатуна будет:
Lш = R/0,25 = 35/0,25 = 140 мм.
Кривошип коленчатого вала совершает простое вращательное движение.
Поршень совершает прямолинейное возвратно-поступательное движение.
Перемещение поршня определим по формуле:
Используя данное выражение, аналитическим путём определяем значения перемещения поршня от ВМТ до НМТ для ряда промежуточных значений и результаты заносим в таблицу 1.1.1.
Уравнение текущей скорости поршня может быть получено путём дифференцирования уравнения текущего перемещения поршня по времени. Скорость поршня определим по формуле:
где угловая скорость кривошипа будет:
Результаты значения скоростей поршня для ряда промежуточных значений заносим в таблицу 1.1.1.
Средняя скорость поршня представляет собой классификационный параметр и положена в основу теории подобия движения. Среднюю скорость поршня определим по формуле:
Этот параметр определяет не только быстроходность двигателя, но и характеризует его конструкцию с точки зрения тепловой и динамической напряженности, а также линейного износа цилиндров.
Еще о транспорте:
Разработка и построение графика технологических перевозок
В соответствие с заданием и расчётными нормативами времени на выполнение различных технологических операций с составами в цикле их оборота, а также технологическими схемами путевого развития участков перевозок на листе миллиметровой бумаги составлен график технологических перевозок, , на котором сл ...
Расчет постов, автомобиле-мест ожидания и хранения
Расчетные посты предназначены для выполнения УМР, предпродажной подготовки, ТО, ТР и Д автомобилей. Число рабочих постов - Хi данного вида обслуживания или для выполнения i - того вида работ ТР определяем исходя из годовой трудоемкости постовых работ данного вида - Тпi (таблица 2.2), по формуле: TП ...
Обоснование выбора метода ТО и ТР
Метод специализированных бригад. Эта форма организации производства заключается в том, что на автотранспортном предприятии создаются цеха или участки, на которые возлагается производство всех видов работ по текущему ремонту агрегатов, узлов системы автомобиля. Это создает условие для повышения каче ...