иснення і політропи розширення отримуємо округляє індикаторну діаграму.
3. Кінематики і динаміки КШМ
.1 Загальні відомості до розрахунку динамічних сил в елементах енергетичної установки
Основною ланкою енергетичної установки призначеної для транспортної техніки є кривошипно-шатунного механізм. Його основним завданням є перетворення прямолінійного руху поршня в обертальний рух колінчастого вала. Умови роботи елементів кривошипно-шатунного механізму характеризуються широким діапазоном і високою частотою повторення знакозмінних навантажень в залежності від положення поршня, характеру процесів, що відбуваються всередині циліндра і частоти обертання колінчастого вала двигуна.
Розрахунок кінематики і визначення динамічних сил, що виникають в кривошипно-шатунном механізмі, виконуємо для заданого номінального режиму, з урахуванням отриманих результатів теплового розрахунку і раніше прийнятих конструктивних параметрів прототипу. Результати кінематичного і динамічного розрахунку будуть використовуватися для розрахунку на міцність і визначення конкретних конструктивних параметрів або розмірів основних вузлів і деталей двигуна.
Основним завданням кінематичного розрахунку є визначення переміщення, швидкості і прискорення елементів кривошипно-шатунного механізму.
Завданням динамічного розрахунку є визначення та аналіз сил, що діють в кривошипно-шатунном механізмі.
Кутову швидкість обертання колінчастого валу приймаємо постійною, відповідно із заданою частотою обертання.
У розрахунку розглядаються навантаження від сил тиску газів і від сил інерції рухомих мас.
Поточні значення сили тиску газів визначаємо на основі результатів розрахунку тисків у характерних точках робочого циклу після побудови та розгортки індикаторної діаграми в координатах по куту повороту колінчастого валу.
Сили інерції рухомих мас кривошипно-шатунного механізму ділять на сили інерції зворотно-поступально рухомих мас Pj і сили інерції обертових мас KR.
Сили інерції рухомих мас кривошипно-шатунного механізму визначаємо з урахуванням розмірів циліндра, конструктивних особливостей КШМ і мас його деталей.
Для спрощення динамічного розрахунку дійсний кривошипно-шатунний механізм замінюємо еквівалентною системою зосереджених мас.
Всі деталі КШМ за характером їх руху діляться на три групи:
) Деталі, які вчиняють зворотно-поступальний руху. До них відносимо масу поршня, масу поршневих кілець, масу поршневого пальця і ??вважаємо зосередженої на осі поршневого пальця - mn.;
) Деталі, які вчиняють обертальний рух. Масу таких деталей замінюємо загальною масою, наведеною до радіусу кривошипа Rкp, і позначаємо mк. До неї входить маса шатунной шийки mшш і приведена маса щік кривошипа mщ, зосереджена на осі шатунной шийки;
) Деталі, які вчиняють складне плоскопараллельное рух (шатунная група). Для спрощення розрахунків її замінюємо системою 2-х статично заміщають рознесених мас: маси шатунной групи, зосередженої на осі поршневого пальця - mшп і маси шатунной групи, віднесеної і зосередженої на осі шатунной шийки колінчастого валу - mшк.
При цьому: mшn + mшк=mш,
Для більшості існуючих конструкцій автомобільних двигунів приймають:
mшn=(0,2 ... 0,3) · mш;
mшк=(0,8 ... 0,7) · mш.
Таким чином, систему мас КШМ заміняємо системою 2-х сконцентрованих мас:
Маса в точці А - здійснює зворотно-поступальний рух
mj=mn + mшn
і маса в точці В, що здійснює обертальний рух
mR=mk + mшк
Значення mn, mш і mк визначаються, виходячи з існуючих конструкцій і конструктивних питомих мас поршня, шатуна і коліна кривошипа, віднесених до одиниці поверхні діаметра циліндра.
Таблиця 5, Питомі конструктивні маси елементів КШМ
ПараметриФормулаРасчётное значеніеКонструктівная маса поршневої групи (кг/м2) Конструктивна маса шатуна (кг/м2) Конструктивна маса коліна кривошипа (кг/м2)
- вал чавунний 250
Площа поршня дорівнює
м2
Для початку виконання кінематичного і динамічного розрахунку необхідно прийняти значення конструктивних питомих мас елементів кривошипно - шатунного механізму з таблиці
Приймаємо:
=103,22 кг/м2
=144,5 кг/м2
=250 кг/м2
З урахуванням прийнятих значень визначаємо реальні значення маси окремих елементів кривошипно - шатунного механізму
Маса поршня кг
Маса шатуна кг
Маса коліна кривошипа кг
Загальна маса елементів КШМ роблять зворотно - поступальний рух буде дорівнює
кг
Загальна маса елементів вчиняють обертальний рух з урахуванням приведення і розподілу маси шатуна дорівнює
кг. ...
