Расчет сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме дизеля
Страница 1

Определение сил и моментов, действующих в кривошипно-шатунном механизме (КШМ) двигателя, необходимо для расчета деталей на прочность, определения основных размеров подшипников, оценки уравновешенности, а также для сравнения его нагруженности с аналогичными серийно-вьшускаемыми двигателями.

Схема сил, действующих на детали КШМ двигателя приведена на рис.5. За время совершения полного рабочего цикла силы изменяются по величине и направлению в зависимости от угла поворота кривошипа коленчатого вала.

В данном проекте значения действующих сил определяются для ряда последовательных положений поршня в течение рабочего процесса при заданной угловой скорости коленчатого вала и номинальной мощности дизеля.

Расчет сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме, ведется с использованием программы, разработанной студентом для построения индикаторной диаграммы. С этой целью в блок-схему программы (рис. 4.) вставляются дополнительные блоки с уравнениями сил, действующих в КШМ.

Рекомендуется следующий порядок расчета сил.

Задаются геометрическими размерами шатуна и радиуса кривошипно-шатунного механизма. Радиус кривошипа (R) коленчатого вала определяется по величине хода поршня (S).

Длину шатуна L определяют, выбирая отношение в пределах 0,2  0,3. Меньшие значения относятся к двигателям средней быстроходности = 0,2 - 0,25, а большие значения = 0,25 - 0,3 - к быстроходным.

В двухтактных двигателях с противоположно-движущимися поршнями (ПДП) величина  может быть уменьшена до 0,18.

Исходными данными и уравнениями при расчете сил являются силы воздействия избыточного давления газа на поршень:

, Н (58)

где FП - площадь поршня, м2;

Рц, Р0 - давление рабочего тела в цилиндре и барометрическое давление, Па.

Силы инерции поступательно-движущихся масс поршня и шатуна вдоль оси цилиндра определяются по формуле:

, Н (59)

где mпд - масса поступательно-движущихся частей, кг;

а - ускорение поршня, м/с2;

w - угловая скорость вращения коленчатого вала, рад/с.

В соответствии с условиями работы и характеристикой дизеля студент выбирает материал поршня и по табл. 6 удельную величину массы поступательно-движущихся частей КШМ.

Таблица 6.

Тип двигателя

Поршень

mуд, кг/м2

Из легких сплавов

1000  1200

Средней быстроходности

Составной

1700

Чугунный

1600  2000

Из легких сплавов

700  900

Быстроходный

Составной

1000  1200

Чугунный

1300  1500

Соответственно масса поступательно-движущихся частей КШМ будет:

, кг

Суммарная сила, действующая на палец вдоль оси цилиндра, рассчитывается по формуле:

, Н (60)

Нормальная составляющая от разложения силы РS направлена перпендикулярно к оси цилиндра и определяется по формуле:

Н (61)

Аналогичным образом находятся силы:

, Н (62)

, Н (63)

и сила, действующая по кривошипу:

, Н (64)

Для расчета сил по формулам (58 - 64) угол  определяется приблизительно:

Страницы: 1 2 3 4 5

Интересные публикации:

Техническое обслуживание сельскохозяйственных машин
В 2006 году происходило реформирование сельскохозяйственного производства. Менялась форма хозяйствования. Для решения всего комплекса вопросов технического обеспечения агропромышленного комплекса России особое значение приобретает развитие и совершенствование подготовки квалифицирова ...

Технологические процессы технического обслуживания и ремонта автомобиля ЗИЛ
Исходные данные Среднее время (Т1) пребывания автомобиляв состоянии S1 Tn Среднее время (Т2) пребывания автомобиляв состоянии S2 0,21Tn Среднее время (Т3) пребывания автомобиляв состоянии S3 0, ...

Номенклатура расходов основных видов хозяйственной деятельности железнодорожного транспорта
В соответствии с Положением ПБУ 10/99 расходы в зависимости от их характера, а также условий осуществления и направлений деятельности организации подразделяются на расходы, связанные с производством и реализацией (расходы по обычным видам деятельности), и прочие расходы, в состав кот ...