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:
Расчёт на прочность боковой рамы тележки модели 18-100
Настоящий расчет выполнен с целью оценки прочности боковой рамы тележки модели 18-100. Расчет производился в соответствии с "Нормами для расчета и проектирования вагонов, железных дорог МПС колеи 1520 мм 1996 (несамоходных) (далее по тексту «Нормами .»). Прочность боковой рамы в соответствии с ...
Модель эксплуатационной деятельности дистанции сигнализации и связи
Дистанции сигнализации и связи железных дорог непосредственно не производят конкретную продукцию. Исключение составляет продукция получаемая в результате подсобно-вспомогательной деятельности в некоторых дистанциях, затраты труда на которую составляют относительно небольшую долю общего объема работ ...
Определение полезной длины
приемоотправочных путей
Полезная длина приемоотправочных путей устанавливается в зависимости от длины обращающихся поездов. Длина грузового поезда определяется по формуле: Lп= где Qп- масса поезда, т g4,, g8 - масса брутто соответственно четырехосных и восьмиосных вагонов (g4=70 т, g8=150 т). γ8, γ4- доля соотве ...