Конструирование и расчёт ДВС. Выбор основных параметров и размеров двигателя, страница 7

5)Для определения мест расположения отверстий для подвода масла из внутренней полости шатунной шейки к шатунному подшипнику с учетом возможной необходимости непрерывной подачи масла через, шатунный механизм, на охлаждение поршня.

На каждую шатунную шейку действует суммарные, от всех цилиндров каждого отсека, силы t,z,Pr. Так как сила Pr, при постоянной частоте вращения коленчатого вала, постоянна по величине и направлению ,то векторная диаграмма сил , действующих на шатунную шейку, строится без ее учета. Учет действия силы Pr осуществляется соответствующим сдвигом  полюса диаграммы . Таким образом при построении векторной диаграммы для каждого положения кривошипа необходимо определять равнодействующую касательных и радиальных сил , а затем откладывать соответствующий радиус вектор в выбранной системе координат. 

             Сложение сил t и z выполняется графически в полярной системе координат , выбранной так, что результирующий радиус вектор при любом положении кривошипа своим концом упирается в полюс диаграммы , расположенной в центре шатунной шейки.

             При построении диаграммы предполагается, что координатные оси будущей диаграммы жестко связаны с шатунной шейкой коленчатого вала. Плоскость осей перпендикулярна оси шейки.

Ось ординат направлена по радиусу кривошипа и положительным считается направление от оси шейки к оси вала. Ось абсцисс направлена под прямым углом к радиусу кривошипа и положительным считается направление касательных сил создающих положительный крутящий момент. Значение радиальной и касательной сил, действующих на шатунную шейку берутся из главной динамической таблицы.

Составляющие векторы касательной и радиальной сил, нагружающих шатунную шейку откладываются в описанных координатных осях со следующим правилом :

Вектора, имеющие положительное направление перемещаются по линии их действия в область отрицательных значений соответствующих сил , и наоборот, вектора отрицательных направлений переносятся в зону положительных значений сил вдоль осей координатной системы. Этим достигается необходимое для правильного построения диаграммы шейки совмещение с ее полюсом концов радиус-векторов нагружающих сил. Для каждого угла ПКВ геометрическим сложением сил t и z находится точка диаграммы обозначаемая величиной угла ПКВ. Соединение таких точек плавной кривой дает искомую диаграмму. В построенной диаграмме учтены силы Pr и Pj поступательно движущихся масс.

Для учета влияния центробежных сил инерции вращающихся частей шатунного механизма, условно перенесенной в центр шатунной головки необходимо перенести полюс диаграммы по оси ординат (в сторону уменьшения газовых сил ) на величину силы, приходящейся на один квадратный сантиметр площади днища поршня . Эта величина определяется :

В одноблочных двигателях и многоблочных с одинаковым порядком работы по блокам уровень и закономерность изменения нагрузок всех шатунных шеек одинакова .В многоблочных ДВС с различным порядком работы по блокам рассчитываются , как правило, наиболее нагруженная шейка – шейка с максимальной амплитудой  Мкр .

Векторная диаграмма давлений на шатунную шейку представлена в Приложении 5.

Векторная диаграмма давлений на шатунный подшипник.

Эта диаграмма представляет собой ориентированную относительно шатуна плавную замкнутую кривую, которая описывает своим концом результирующий радиус – вектор нагрузки при вращении вокруг полюса диаграммы, совмещенного с центром подшипника за полный цикл изменения нагрузки.

Векторная диаграмма на шатунный подшипник необходима по тем же причинам что и  векторная диаграмма давлений на шатунную шейку.

Основой для построения векторной диаграммы давлений на шатунный подшипник является векторная диаграмма давлений на сопряженную шатунную шейку . Построение диаграммы осуществляется следующим образом :