Двигатели
внутреннего сгорания
внутреннего сгорания
Главная
Основы конструирования
Расчеты
Силы и моменты
Поршневая группа
Шатуны и штоки
Коленчатые валы
Подшипники
Система газораспределения
Корпусные детали
Анализ конструкции
Устройство и
принцип действия
КШМ
ГРМ
Система смазки
Система охлаждения
Система питания
Система зажигания
Пуск двигателей
Увеличение мощности
Разное
ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ
ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ
ВЕЛИЧИНЫ УГЛОВ
Обычно cosp в выражении (90) представляют в виде биномиального ряда. Для практических расчетов достаточно ограничиться первыми двумя членами ряда. В результате получают приближенные выражения хода поршня и его ускорения.
В кривошипно-шатунных механизмах двигателей внутреннего сгорания X < 1, поэтому амплитуда сил инерции второго порядка в X раз меньше амплитуды сил инерции первого порядка.
Значение силы инерции в в. м.т. (а = 0) pj = — тпа х х Дсо2( 1 + X) и в н.м.т. (а = 180°) р} = тпдЯсо2(1 - X).
Как следует из этих выражений, силы инерции в в.м.т. и н. м. т. отличаются не только по направлению, но и по величине.
Силы от давления газов, действующие на поршень, определяются разностью давлений над поршнем р'Т и под поршнем р'т:
В дезаксиальном кри-вошипно-шатунном механизме приближенное выражение сил инерции возвратно - поступательно движущихся масс будет содержать гармоники не только четных, но и нечетных порядков.
Период изменения сил инерций равен 2я.
В реальном двигателе существуют только суммарные силы инерции. Условное деление их на силы инерции первого и второго порядков - математический прием, упрощающий анализ.
Закон изменения давления газов в надпоршневом пространстве задается индикаторной диаграммой, получаемой расчетом или экспериментально. Для расчетного определения индикаторной диаграммы необходимо задать степень сжатия е, давление ра начала сжатия, показатель политропы сжатия п1, максимальное давление рг в цилиндре, степень предварительного расширения р, показатель политропы расширения п2 и рабочий ход поршня Sp.
Для четырехтактного двигателя 5р = 5, а для двухтактного двигателя Щ = S(1 — v|/), где £ = 50/5-доля потерянного хода; S0- потерянный ход поршня.
Условное расстояние между днищами поршня и головки цилиндров при положении кривошипно-шатунного механизма в в.м.т. определяется выражением
Ход поршня Sx, изменяющийся от 0 до Sp, рассчитывается по формуле (90). Политропное сжатие и расширение газов в цилиндре удобно рассчитывать от давлений рс и рг.
Абсолютное давление в цилиндре карбюраторного двигателя определяется из выражения
где р = рс—для линии сжатия и р = /7.-для линии расширения; Р == (Sc + Sx)/Sc; ре = pazni; и-показатель политропы, принимаемый равным п1 на ходе сжатия и п2 на ходе расширения.
Абсолютное давление в цилиндре дизеля на линии сжатия рассчитывается аналогично абсолютному давлению в цилиндре карбюраторного двигателя, а на линии расширения по формуле
При подсчетах целесообразно как исходные, так и конечные величины записывать в виде таблицы (форма 1, 720° — — Да-для четырехтактного двигателя; 360° — Да-для двухтактного).
После подсчета давления в цилиндре построение индикаторной диаграммы производят следующим образом (рис. 35). Выбирают систему координат p'r-Sx{Vx). Откладывают отрезки Sc и Sp, соответствующие положениям поршня в в.м.т. и н.м.т. Ниже абсциссы OSx проводят линию, на которой откладывают в масштабе полученные значения Sx для различных а. Из концов отложенных отрезков проводят перпендикуляры, на которых откладывают значения давлений от точки рс для линии сжатия и от точки р2 для линии расширения. Величина р0 соответствует атмосферному давлению.
На рис. 35 процессы впуска и выпуска нанесены условно. Полученную идеальную диаграмму (тонкая линия) скругляют в точках с, | и в районе н.м.т., как показано на рис. 35 (жирная линия). Действительное давление сгорания в цилиндре карбюраторного двигателя составляет 0,8-0,9 от теоретического.
После заполнения графы 7 формы 1 целесообразно проверить правильность произведенных подсчетов. Среднее индикаторное давление, полученное путем планиметрирования этой
В двухтактном двигателе и в четырехтактном с наддувом индикаторная диаграмма будет расположена не относительно линии атмосферного давления р0, а относительно давления наддува рк.
Тангенциальная сила создает крутящий момент на коленчатом валу, который передается потребителю энергии и совершает полезную работу. Остальные силы нагружают детали двигателя и полезной работы не производят.
Сила N в дезаксиаль-ном кривошипно-шатун-ном механизме вызывает не только перекладки поршня с одной стенки цилиндра на другую, но и его опрокидывание.
диаграммы, не должно отличаться от среднего индикаторного давления, определенного по тепловому расчету (до умножения его на коэффициент полноты диаграммы), более чем на ± 2%.
Графическое определение величин сил при различных углах значительно упрощается, если диаграмма рг построена развернутой по углу поворота кривошипа (рис. 36). Перестроение индикаторной диаграммы из координат Ц - S(K) в координаты рг — | производится с помощью сетки углов, нанесенных под диаграммой на рис. 35.
Подсчеты pj по формуле (93) также удобно производить в табличной форме. Величину Е с учетом ее знака вписывают в графу 9 формы 1, а величину Pj-b графу 10.
После определения величин рг и Ц для различных 1 находят равнодействующую этих сил Щ = рг + pj и заносят в графу 11 формы 1. Характер изменения рг, щ и щ в зависимости от а для четырехтактного двигателя показан на рис. 36.
Силы Ц и р^ действующие на поршень и приложенные в центре масс возвратно-поступательно движущихся частей (см. рис. 32, точка А), раскладывают на составляющие: силу, действующую нормально к оси цилиндра: силу, действующую вдоль оси шатуна: К = Кг + Kj.
Сила К, приложенная в центре шатунной шейки вала в точке В, может быть разложена на две составляющие: силу, направленную по кривошипу (радиальную), силу, действующую перпендикулярно кривошипу (тангенциальную). Из схемы (см. рис. 32) легко получить следующие выражения для указанных выше сил.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.