Суммарные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме

 

Суммарная сила Р_S,Н, действующая на поршень,

 

Р_S = Р_г + Р_j,                           (4.6)

 

Боковая сила N, Н, действующая перпендикулярно оси цилиндра,

 

N = P_S tgb,                                     (4.7)

 

где b – угол отклонения оси шатуна от оси цилиндра.

Сила К, Н, направленная по радиусу кривошипа,

 

К = Р_Scos(j + b)/cosb,                    (4.8)

 

Тангенциальная сила Т, Н,

 

Т = Р_Ssin(j + b)/cosb,                    (4.9)

 

По результатам вычислений строятся графики изменения сил Р_г, Р_j, Р_S, N, Т в зависимости от угла поворота кривошипа.

 

Крутящий момент двигателя

 

Текущее значение крутящего момента М_кр, Нм одного цилиндра определяют по формуле

 

М_кр=TR,                                              (4.10)

 

где Т –тангенциальная сила, Н;

R – радиус кривошипа, м.

Результаты расчета сил и крутящего момента представляют в таблице 4.2.

 

Таблица 4.2 – Результаты динамического расчета

j, град	D Pг, Мпа	Pг, кН	Pj, кН	P, кН	N, кН	T, кН	K, кН	Мкр, Нм
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
360
390
420
450
480
510
540
570
600
630
660
690
720

 

Суммирование значений крутящих моментов всех цилиндров двигателя производится табличным или графическим методами. При применении табличного метода значения крутящих моментов одного цилиндра и двигателя сводятся в таблицу 4.3. При этом крутящий момент двигателя М_крS, Нм, определяется как сумма

 

,                      (4.11)

 

где j – порядковый номер цилиндра;

i – число цилиндров;

Q = 720/i –периодичность следования рабочих ходов в цилиндрах четырехтактного двигателя;

, – крутящий момент j-го цилиндра при угле поворота .

 

Таблица 4.3 – Крутящий момент двигателя

j°	Цилиндры								Мкр Нм
	1-й		2-й		3-й		4-й
	j° криво­шипа	Мкр.ц Нм	j° криво­шипа	Мкр.ц Нм	j° криво­шипа	Мкр.ц Нм	j° криво­шипа	Мкр.ц Нм
0	0		180		360		540
30	30		210		390		570
60	60		240		420		600
90	90		270		450		630
120	120		300		480		660
150	150		330		510		690
180	180		360		540		720

Среднее значение суммарного крутящего момента М_крср, Нм, определяет­ся по формуле

 

М_крср = (F₁–F₂)m_M/ОА,                        (4.12)

 

где F₁ и F₂ – соответственно положительная и отрицательная площади, заключенные между кривой М_крS и ли­нией ОА, мм²;

m_M – масштаб моментов, Нм/мм;

ОА – длина интервала между вспышками на диаграмме, мм.

F ₁=                          мм²;  F ₂=                      мм².

m _м – масштаб момента, Нм/мм, m _м=2 Нм/мм;

ОА – длина интервала между вспышками на диаграмме, мм, (ОА=130мм).

М_кр..ср                                                                         Нм;

Средний крутящий момент двигателя по данным расчета 2.22

М_кр.ср = М _i = М_е/η_м =                                              Нм;

ошибка D =

Максимальный и минимальный крутящие моменты

М_кр max =               Нм; М_кр min =                     Нм.

 

Анализ уравновешенности двигателя

 

После определения сил, действующих на детали кривошипно-шатунного механизма, производим анализ уравновешенности двигателя. Для этой цели приводим конструктивную схему с указанием действующих сил и моментов (рисунок 5.1).

Порядок работы:1–3–4–2.

Чередование вспышек: 180^о… 180^о…

Коленчатый вал двигателя имеет кривошипы, расположенные под углом 180.

Рисунок 5.1 – Схема сил инерции, действующих в четырёхцилиндровом рядном двигателе

 

В двигателях рассматриваемого типа силы инерции от возвратно – поступательно движущихся масс первого порядка и их моменты при указанном расположении кривошипов взаимно уравновешиваются: ΣP_j1=0 и ΣM_j1=0. Силы инерции возвратно – поступательно движущихся масс второго порядка для всех цилиндров равны и направлены в одну сторону. Их равнодействующая:

 

 ΣP_{j II}=4P_{j II}=4m_jRω²λcos2φ.                               (5.1)

   

Силы инерции второго порядка можно уравновесить лишь с помощью дополнительных валов с установленными на них противовесами, вращающимися с двойной угловой скоростью в противоположных направлениях. Суммарный момент этих сил равен нулю: ΣM_jII=0.

Центробежные силы инерции для всех цилиндров равны и направлены попарно в разные стороны. Равнодействующая этих сил и момент равны нулю: ΣK_R=0 и ΣM_R=0.

 

 

Список литературы

1. Колчин А.И. Расчёт автомобильных и тракторных двигателей. : Учеб. пособие для вузов/ А. И. Колчин, В.П. Демидов- 3-е изд. перераб. и доп.- М.: Высшая школа, 2002.- 496с.

2. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчёт автомобильных и тракторных двигателей. : Учеб. пособие для вузов.- 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1980.-400с.

3. Глазырин А. В., Дик И. И. Методическое указание к выполнению курсовой работы. – КГУ, 2008.-16с.

 

Приложения

---

Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 236; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!