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:

Оперативное планирование грузовых и пассажирских автомобильных перевозок
Автомобильный транспорт играет важную роль в развитии экономики страны, Связывая промышленность и сельское хозяйство, обеспечивая условия для нормального производства и обращения, содействуя развитию межрегиональных связей. От работы автомобильного транспорта во многом зависит эффективна ...

Проектирование поста восстановления лакокрасочного покрытия легковых автомобилей в автосервисе "Сирена"
Сфера услуг в настоящее время является одной из важных отраслей народного хозяйства, призванной удовлетворять индивидуальные запросы и потребности населения страны в различных видах услуг. Сфера услуг как отрасль экономической деятельности представляет собой совокупность организаций, ...

Обеспечение навигационной безопасности плавания судна по маршруту перехода п. Поти – п. Стамбул
Научно-технический прогресс и ускоряющееся развитие международной торговли вызывают быстрое количественное и качественное развитие морского флота. В связи с этим все более усложняются условия его работы: повышается интенсивность судоходства, растут скорости и тоннаж судов, расширяются ра ...