2.6 Суммарная сила, действующая на поршень
Определяем силу от давления газов Рг, Н:
где F – площадь поршня, м2;
pг – давление газов на поршень, Па; p0 – давление газов в картере двигателя, принимаемое равным атмосферному давлению, Па.
Определяем с учётом знака сил суммарную силу, действующую на поршень, Р, Н:
Результаты расчёта заносим в таблицу 6 Таблица 6
Силы, действующие на поршень
Угол поворота коленчатого вала φ, град. пкв.
|
| Сила, Н
| Давление газов, Рг
| Инерции поршневой группы, Рj
| Суммарная сила, Р
| 0
| 115000
| 68,0124
| -13558,123
| -13490,111
| 30
| 96600
| -15,416144
| -10656,106
| -10671,522
| 60
| 96600
| -15,416144
| -3813,2221
| -3828,6382
| 90
| 96600
| -15,416144
| 2965,8394
| 2950,42326
| 120
| 96600
| -15,416144
| 6779,06148
| 6763,64534
| 150
| 96600
| -15,416144
| 7690,26695
| 7674,85081
| 180
| 96600
| -15,416144
| 7626,44416
| 7611,02802
| 210
| 102000
| 9,06832
| 7690,26695
| 7699,33527
| 240
| 142000
| 190,43472
| 6779,06148
| 6969,4962
| 270
| 194000
| 426,21104
| 2965,8394
| 3392,05044
| 300
| 405000
| 1382,9188
| -3813,2221
| -2430,3033
| 330
| 1026000
| 4198,6322
| -10656,106
| -6457,4738
| 360
| 1852000
| 7943,8483
| -13558,123
| -5614,2747
| 390
| 3917000
| 17306,889
| -10656,106
| 6650,78272
| 420
| 1729000
| 7386,1466
| -3813,2221
| 3572,92454
| 450
| 822000
| 3273,6635
| 2965,8394
| 6239,50292
| 480
| 448000
| 1577,8877
| 6779,06148
| 8356,94916
| 510
| 218000
| 535,03088
| 7690,26695
| 8225,29783
| 540
| 115000
| 68,0124
| 7626,44416
| 7694,45656
| 570
| 115000
| 68,0124
| 7690,26695
| 7758,27935
| 600
| 115000
| 68,0124
| 6779,06148
| 6847,07388
| 630
| 115000
| 68,0124
| 2965,8394
| 3033,8518
| 660
| 115000
| 68,0124
| -3813,2221
| -3745,2097
| 690
| 115000
| 68,0124
| -10656,106
| -10588,094
| 720
| 115000
| 68,0124
| -13558,123
| -13490,111
|
По данным таблицы 6 строим график зависимости сил, действующих на поршень, от - угла поворота коленчатого вала.
3.7 Силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме
Определяем боковую силу, прижимающую поршень к цилиндру, Н:
где β – угол между осью шатуна и осью цилиндра (величина tg (β) выбирается из табл. П. 1).
Определяем силу, действующую вдоль оси шатуна, S, Н:
где 1/cosβ – выбирается из табл. П.2.
Определяем тангенциальную силу, Т, Н:
где sin(φ + β)/cosβ – выбирается из табл. П. 3.
Определяем нормальную силу, направленную по радиусу кривошипа, К, Н:
Результаты расчёта заносим в таблицу 7
Таблица 7
Силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме
Угол поворота коленчатого вала φ, град. пкв.
|
Сила, Н
|
Расчетный крутящий момент Mк. расч., Нм
| Боковая N
| Вдоль шатуна S
| Тангенциальная T
| 0
| 0
| -13490,1
| 0
| 0
| 30
| -1504,68
| -10778,2
| -6637,69
| -265,507
| 60
| -949,502
| -3943,5
| -3790,35
| -151,614
| 90
| 852,6723
| 3071,391
| 2950,423
| 118,0169
| 120
| 1677,384
| 6966,555
| 5018,625
| 200,745
| 150
| 1078,347
| 7724,329
| 2890,888
| 115,6355
| 180
| 0
| 7611,028
| 0
| 0
| 210
| -1085,61
| 7776,329
| -2910,35
| -116,414
| 240
| -1728,44
| 7178,581
| -5171,37
| -206,855
| 270
| -980,303
| 3531,124
| -3392,05
| -135,682
| 300
| 602,7144
| -2503,21
| 2405,997
| 96,23988
| 330
| 910,5033
| -6522,04
| 4016,546
| 160,6619
| 360
| 0
| -5614,27
| 0
| 0
| 390
| 937,76
| 6717,288
| 4136,785
| 165,4714
| 420
| 886,0842
| 3680,108
| 3537,191
| 141,4876
| 450
| 1803,216
| 6495,32
| 6239,5
| 249,58
| 480
| 2072,521
| 8607,648
| 6200,849
| 248,034
| 510
| 1159,767
| 8307,553
| 3109,163
| 124,3665
| 540
| 0
| 7649,46
| 0
| 0
| 570
| -1093,92
| 7835,863
| -2932,63
| -117,305
| 600
| -1698,07
| 7052,482
| -5080,53
| -203,221
| 630
| -876,783
| 3158,238
| -3033,85
| -121,354
| 660
| 928,8096
| -3857,56
| 3707,748
| 148,3099
| 690
| 1492,922
| -10694
| 6585,798
| 263,4319
| 720
| 0
| -13490,1
| 0
| 0
|
По данным таблицы 7 строим график зависимости сил, действующие в КШМ, от - угла поворота коленчатого вала.
3.8 Крутящий момент двигателя
Определяем расчётный крутящий момент, развиваемый в каждом отдельном цилиндре двигателя, Мк расч, Н·м:
где Т – тангенциальная сила, Н; r – радиус кривошипа, м.
Результаты расчёта заносим в таблицу 7 (последняя колонка).
Строим график изменения расчетного крутящего момента в одном цилиндре и для всего двигателя.
Определяем средний расчётный крутящий момент для всего двигателя, Мк ср, Н·м:
где F1 и F2 – положительная и отрицательная площади графика, «Изменение расчётного крутящего момента всего двигателя»; – длина графика, мм.
Определяем действительный крутящий момент двигателя, Мк, Н·м:
где ηm – механический кпд.
Н·м
Сравниваем значения крутящего момента, определённые при тепловом и динамическом расчётах: при тепловом расчёте …………………Мк = 77,04 Н·м
при динамическом расчёте ……………Мк = 55,816 Н·м
ошибка………………………………… %
|