При работе двигателя на детали кривошипно-шатунного механизма действуют силы от давления газов, силы инерции, центробежные силы и давление на поршень со стороны картера (приблизительно равное атмосферному давлению).
Все действующие в двигателе силы воспринимаются полезным сопротивлением на коленчатом валу силами трения и опорами двигателя.
Силы давления газов, действующих на площадь поршня, для упрощения динамического расчета заменяются одной силой, направленной по оси цилиндра и приложенной к оси поршневого пальца. Определяется эта сила для каждого момента времени (угла ) по индикаторной диаграмме, построенной на основании теплового расчета (обычно для номинальной мощности и соответствующей ей частоте вращения).
Для динамического расчета двигателя, а также для расчета на прочность его деталей необходимо иметь зависимость Fг = f(), для чего индикаторную
диаграмму перестраиваем графически в развернутую диаграмму по углу поворота коленчатого вала. Перестроение индикаторной диаграммы в развернутую выполним графическим путем по методу профессора Ф.А. Брикса на рисунке 1.3.1.
Для перестроения диаграммы определим поправку Брикса:
Избыточное давление газов на поршень будет:
рг = рц – р0
где рц – абсолютное давление газов в цилиндре двигателя;
р0=0,1 МПа – давление в картере, принимаем равное атмосферному.
Сила давления газов на поршень, действующая по оси цилиндра определим по формуле:
где - площадь поршня.
Силы давления газов, направленные к оси коленчатого вала двигателя считаем положительными, а от коленчатого вала – отрицательными.
Результаты значения сил давления газов на поршень для ряда промежуточных значений заносим в таблицу 1.3.1.
Таблица 1.3.1 – Силы давления газов на поршень
Угол поворота кривошипа от В.М.Т., j, град. |
0 |
60 |
120 |
180 |
240 |
300 |
360 |
420 |
480 |
540 |
600 |
660 |
720 |
Удельная сила давления газов, рг, МПа |
0,015 |
-0,014 |
-0,014 |
-0,014 |
0,02 |
0,35 |
1,52 |
1,35 |
0,85 |
0,45 |
0,08 |
0,05 |
0,015 |
Сила давления газов, Fг, Н |
75 |
-70 |
-70 |
-70 |
100 |
1750 |
7600 |
6750 |
4250 |
2250 |
400 |
250 |
75 |
Силы инерции в кривошипно-шатунном механизме
В зависимости от характера движения силы инерции масс кривошипно-шатунного механизма можно разделить на три группы:
Еще о транспорте:
Вычисление сил инерции КШМ
Сила инерции возвратно-поступательно движущихся масс КШМ вычисляется по формуле: где ω – угловая скорость, вычисляется: для α = 30 º Значение тригонометрического многочлена (cosα + λcos2α) выбирается из таблицы 2.4 [1, стр. 36] Результаты расчета силы инерции для всех ...
Оптимизация размеров дистанций сигнализации и связи
Размер дистанции – это комплексная характеристика дистанции, включающая в себя ее протяженность, конфигурацию, оснащенность устройствами ЖАТ, связи, другими техническими средствами, а также численность персонала. Протяженность дистанции – это общая длина обслуживаемых дистанцией участков железной д ...
Определение параметров, характеризующих двигатель в целом
Среднее эффективное давление: где ηм – механический КПД ηм = 0,75 [1, стр. 11] Удельный эффективный расход топлива: Эффективный КПД: ...