Машиностроение \ Детали машин и основы конструирования

Конструирование и расчёт ДВС. Выбор основных параметров и размеров двигателя, страница 4

Развернутая индикаторная диаграмма, диаграмма сил инерции ПДМ и диаграмма суммарных давлений представлена в Приложении 2.

Построение бицентровой диаграммы Брикса.

Определим поправку Брикса:

где L – длина шатуна;

R – радиус кривошипа.

Построенная бицентровая диаграмма Брикса представлена в Приложении 1.

Построение диаграммы сил инерции ПДМ (диаграммы Толле).

Диаграмма сил инерции строится методом касательных (Толле). Построение производится от атмосферной линии.

На отрезке , равном длине хода поршня в масштабе абсцисс индикаторной диаграммы из точки вниз по перпендикуляру откладываем отрезок , выражающий силу инерции, отнесённую к единице площади поршня при нахождении его в В.М.Т.

Площадь поршня:

отрезок АС:

Из точки В вверх по перпендикуляру откладываем отрезок , выражающий в масштабе чертежа величину силы инерции, отнесённую к единице площади поршня, действующую на поршень при нахождении его в Н.М.Т. Точки и соединяем прямой.

отрезок BD:

Из точки пересечения прямых и (точка ) откладываем вверх на перпендикуляре отрезок FE.

отрезок FE:

Точку F соединяем прямыми с точками и и полученные отрезки FC и FD делим на одинаковое число равных частей, но не менее чем на пять. Точки деления нумеруем в одном направлении, и одноимённые точки соединяем прямыми 1-1, 2-2, 3-3 и т. д.

Через точки и и точки, лежащие на серединах отрезков пересечений прямых, соединяющих одинаковые номера, проводим плавную кривую сил инерции ПДМ, отнесённых к площади поршня.

Построенная диаграмма Толле представлена в Приложении 1.

Определение масс КШМ.

Реальный КШМ двигателя, включающий поршневой комплект, шатун и колено вала, может быть условно заменен динамически эквивалентной, в отношении внешнего действия сил инерции, моделью, состоящей из двух сосредоточенных масс:

Ris%201

Рисунок 1 Динамически эквивалентная модель шатуна и КШМ одного цилиндра.

Массы, совершающие возвратно-поступательное движение (ПДМ):

Массы, совершающие вращательное движение вокруг оси коленчатого вала с постоянной скоростью ω (НВМ):

где - масса поршневого комплекта;

- приведённая масса колена вала;

и - статические эквивалентные массы;

условно сосредоточена в центре поршневой головки шатуна, совпадающей с точкой пересечения оси поршневого пальца с осью цилиндра. Поршневая головка совершает прямолинейное возвратно-поступательное движение вдоль оси цилиндра совместно с поршневым комплектом.

условно сосредоточена в центре подшипника кривошипной головки шатуна, совпадающей с центром сопряженной шатунной шейки и совершающей вращательное движение вокруг оси коленчатого вала с постоянной угловой скоростью .

Величины масс поршневого комплекта и шатуна при проектировании задаются, исходя из табличных значений для соответствующих данному типу двигателя масс.

где - масса шатуна.

Масса поршневого комплекта:

Приведенная масса колена вала:

ПДМ:

НВМ:

Суммарные силы и моменты, действующие в КШМ одного цилиндра.

Сила давления газов и сила инерции ПДМ, действующие на расчётном режиме двигателя вдоль оси цилиндра, рассматриваются совместно, поэтому для каждого значения угла поворота кривошипа определяется суммарная осевая сила или , равная алгебраической сумме составляющих сил. Необходимые исходные составляющие силы находятся для всех значений угла поворота кривошипа из индикаторной диаграммы и диаграммы Толле.