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.
Разработано специально для liciss.ru, все права защищены.
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.