Тепловой и динамический расчет автомобильного двигателя (стр. 5 из 7)

Таблица 2.2 – Расчеты внешней скоростной характеристики.

№ точки	Частота вращения коленчатого вала в искомой точке скоростной характеристики, об/мин	Эффективная мощность, кВт	Эффективный удельный расход топлива,	Эффективный крутящий момент, Н м	Часовой расход топлива, кг/ч
1	780	13,5	250,8	165,4	3,4
2	1362	25	233,8	175,4	5,8
3	1944	36,9	221	181,4	8,2
4	2526	48,7	212,4	184,2	10,3
5	3108	59,8	207,9	183,8	12,4
6	3690	69,6	207,6	180,2	14,4
7	4272	77,5	211,5	173,3	16,4
8	4854	82,8	219,6	163	18,2
9	5436	85	231,9	149,4	19,7
10	6018	83,4	248,4	132,4	20,7
11	6600	77,5	269	112,2	20,8

По полученным значениям производим построение внешней скоростной характеристики.

3 Динамический расчет КШМ двигателя

3.1 Расчет сил давления газов

Сила давления газов, Н:

(3.1)

где

– атмосферное давление, МПа;

, – абсолютное и избыточное давление газов над поршнем в рассматриваемый момент времени, МПа;

– площадь поршня, м²;

	(3.2)

Величины

снимаются с развернутой индикаторной диаграммы для требуемых φ и заносятся в сводную табл. 3.1 динамического расчета. Соответствующие им силы рассчитываются по формуле (3.1) и также заносятся в табл. 3.1

Для определения сил

непосредственно по развернутой индикаторной диаграмме, а также для случая, когда на ее координатной сетке строятся графики других сил, масштаб диаграммы пересчитывается. Если кривая построена в масштабе (МПа в мм), то масштаб этой же кривой для будет:

	(3.3)

3.2 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма

Для упрощения динамического расчета действительный КШМ заменяется эквивалентной системой сосредоточенных масс , которая состоит из массы

(кг), сосредоточенной в точке А и совершающей возвратно-поступательное движение, и массы (кг), сосредоточенной в точке В и совершающей вращательное движение:

	(3.4)
	(3.5)
	(3.6)
	(3.7)

где

– масса поршневой группы;

– часть массы шатуна, приходящаяся на возвратно-поступательную движущуюся массу, кг;

– часть массы шатуна, приходящаяся на вращающуюся движущуюся массу, кг;

– часть массы кривошипа, сосредоточенной в точке В.

Для приближенного определения значений

, и можно использовать конструктивные массы т' (кг/м²), т.е. массы, отнесенные к площади поршня .

Исходя из определения конструктивных масс, значения т', выбранные по справочнику, умножили на площадь

(м²) для получения искомых величин т.

Таким образом, имеем:

3.3 Расчет сил инерции

Силы инерции, действующие в КШМ, в соответствии с характером движения приведенных масс подразделяются на силы инерции поступательно движущихся масс

, и центробежные силы инерции вращающихся масс , Н:

	(3.8)
	(3.9)

где j – ускорение поршня, м/с²;

– угловая скорость вращения коленчатого вала для расчетного режима;

	(3.10)

Для рядного двигателя центробежная сила инерции

является результирующей двух сил:

силы инерции вращающихся масс шатуна

	(3.11)

и силы инерции вращающихся масс кривошипа

	(3.12)

Силы

, рассчитанные для требуемых положений кривошипа (углов φ), заносятся в табл. 3.1.

3.4 Расчет суммарных сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме

Суммарные силы, действующие в КШМ, определяют алгебраическим сложением сил давления газов и сил возвратно-поступательно движущихся масс, Н:

(3.13)

Суммарная сила

, как и силы и , направлена по оси цилиндра и приложена к оси поршневого пальца . Воздействие от силы Р передается на стенки цилиндра перпендикулярно его оси и на шатун по направлению его оси.

Сила N (Н), действующая перпендикулярно оси цилиндра, называется нормальной силой воспринимается стенками цилиндра:

(3.14)

где,

– угол отклонения шатуна от оси цилиндра.