Модернизация системы охлаждения двигателя Газели (стр. 12 из 19)

кг; (5.5)

Масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца:

кг; (5.6)

Масса шатуна, сосредоточенная на оси кривошипа:

кг; (5.7)

Массы, совершающие возвратно-поступательное движение:

кг; (5.8)

Массы, совершающие вращательное движение:

кг; (5.9)

5.3 Удельные полные силы инерции

В гр. 3 табл. 5.1 заносим значения и определяем значения удельной силы возвратно-поступательно движущихся масс (гр. 4):

кН (5.10)

Центробежная сила инерции вращающихся масс

кН (5.11)

Центробежная сила инерции вращающихся масс шатуна

кН (5.12)

Центробежная сила инерции вращающихся масс кривошипа

кН. (5.13)

5.4 Удельные суммарные силы

Удельная сила (МПа), сосредоточенная на оси поршневого пальца:

(5.14)

Удельная нормальная сила (МПа):

(5.15)

Значения tgb определяют для выбранного l и заносят в гр.6, а значения p_N – в гр.7.

Удельная сила (МПа), действующая вдоль шатуна (гр.9):

(5.16)

Удельная сила (МПа), действующая по радиусу кривошипа (гр. 11):

(5.17)

Удельная (гр.13) и полная (гр. 14) тангенциальные силы:

МПа (5.18)

кН (5.19)

По данным табл. 5.1 на листе миллиметровой бумаги строят графики изменения удельных сил р_j , р, p_s, p_N, p_к и р_Т в зависимости от изменения угла поворота коленчатого вала j .

Среднее значение тангенциальной силы за цикл:

по данным теплового расчета:

Н (5.20)

по площади, заключенной между кривой р_Т и осью абсцисс:

МПа (5.21)

Н (5.22)

ошибка

% (5.23)

5.5 Крутящие моменты

Крутящий момент одного цилиндра (гр.15)

Нм (5.24)

Период изменения крутящего момента четырехтактного двигателя с равными интервалами между вспышками

(5.25)

Суммирование значений крутящих моментов всех четырех цилиндров двигателя осуществляется табличным методом (табл.5.2) через каждые 10° угла поворота коленчатого вала и по полученным данным строится кривая М_кр в масштабе М_м = 10 Нм в мм.

Таблица 5.2

Крутящие моменты

φєколенчатого вала	Цилиндры
	1-й		2-й		3-й		4-й		Мкр, Н·м
	φ°кривошипа	Мкр.ц., Н·м	φ°кривошипа	Мкр.ц., Н·м	φ°кривошипа	Мкр.ц., Н·м	φ°кривошипа	Мкр.ц., Н·м
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180	0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180	0 -126.06 -228.62 -286.88 -292.31 -247.41 -164.62 -62.48239.089 123.80 181.71 209.64 210.75 191.53 159.34 120.73 80.137 39.822 0	180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360	0 -39.822 -80.137 -120.73 -159.34 -191.53 -211.90 -212.28-186.68 -144.11 -69.813 9.1974 97.947 157.94 165.99 137.6084.198 17.853 0	360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540	0 308.181 458.256 379.512 300.062 239.713 274.208 297.597 335.010 347.226 376.005 358.912 323.977 272.319 217.996 162.385104.744 50.1729 0	540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720	0 -48.2200 -94.9800 -140.091 -182.025 -218.785 -235.013 -232.097-200.707 -137.869 -49.7622 51.8257 154.391 238.039 284.223 280.450224.151 124.127 0	0 94.0695 54.5114 -168.2001 -333.6298 -418.0159 -337.3366 -209.2665-13.2920 189.0466 438.1470 629.5764 787.0669 859.8313 827.5603 701.1746493.2327 231.9763 0

Средний крутящий момент двигателя:

по данным теплового расчета

Нм (5.26)

по площади, заключенной под кривой М_кр:

Нм (5.27)

ошибка

% (5.28)

Максимальный и минимальный крутящие моменты:

М_кр.max = 860 Hм;

М_{кр min} = -418 Hм.

5.6 Силы, действующие на шатунную шейку коленчатого вала

Для проведения расчета результирующей силы, действующей на шатунную шейку рядного двигателя, составляют таблицу 5.3, в которую переносят значения силы Т.

Суммарная сила, действующая на шатунную шейку по радиусу кривошипа:

кН (5.29)

где:

кН (5.30)

Результирующая сила R_ш.ш., действующая на шатунную шейку, подсчитывается графическим сложением векторов сил Т и Р_к при построении полярной диаграммы. Масштаб сил на полярной диаграмме для суммарных сил М_р=0.1 кН в мм. Значения R_ш.ш для различных φ заносят в таблицу и по ним строят диаграмму R_ш.ш в прямоугольных координатах.

По развернутой диаграмме R_ш.ш определяют:

кН (5.31)

R_ш.ш.max=22.9 кН, R_ш.ш.min=4.85 кН,

где ОВ – длина диаграммы, мм

F – площадь под кривой R_ш.ш, мм² .

Таблица 5.3

Силы, действующие на шатунную шейку

j°		Полные силы, кН
		Т			К		Рк		Rш.ш.		Крк		Rк
1		2			3		4		5		6		7
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210		0 -2.7406 -4.9702 -6.2367 -6.3547 -5.3785 -3.5788 -1.3583 0.8498 2.6915 3.9504 4.5574 4.5815 4.1637 3.4641 2.6246 1.7421 0.8657 0 -0.8657 -1.7421 -2.6246			-12.4724 -12.0490 -10.3812 -7.9295 -5.2376 -2.7958 -1.0132 -0.1091 -0.0915 -0.7926 -1.9372 -3.2395 -4.4545 -5.4336 -6.1253 -6.5563 -6.7838 -6.8806 -6.9060 -6.8806 -6.7838 -6.5563		-20.0186 -19.5951 -17.9274 -15.4756 -12.7837 -10.3419 -8.5594 -7.6552 -7.6377 -8.3388 -9.4833 -10.7857 -12.0007 -12.9797 -13.6715 -14.1024 -14.3300 -14.4267 -14.4522 -14.4267 -14.3300 -14.1024		20.0186 19.7858 18.6036 16.6851 14.2761 11.6569 9.2775 7.7748 7.6848 8.7624 10.2732 11.7090 12.8455 13.6312 14.1035 14.3445 14.4355 14.4527 14.4522 14.4527 14.4355 14.3445		-29.7331 -29.3097 -27.6419 -25.1902 -22.4983 -20.0565 -18.2740 -17.3698 -17.3523 -18.0534 -19.1979 -20.5002 -21.7153 -22.6943 -23.3861 -23.8170 -24.0445 -24.1413 -24.1668 -24.1413 -24.0445 -23.8170		29.7331 29.4375 28.0852 25.9508 23.3786 20.7652 18.6211 17.4228 17.3731 18.2529 19.6001 21.0007 22.1933 23.0731 23.6412 23.9612 24.1076 24.1568 24.1668 24.1568 24.1076 23.9612
220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670	-3.4641 -4.1637 -4.6067 -4.6149 -4.0583 -3.1330 -1.5177 0.1999 2.1293 3.4335 3.6085 2.9915 1.8304 0.3881 0 6.6996 9.9621 8.2503 6.5231 5.2112 5.9611 6.4695 7.2828 7.5484 8.1740 7.8024 7.0430 5.9200 4.7390 3.5301 2.2771 1.0907 0 -1.0483 -2.0648 -3.0455 -3.9571 -4.7562 -5.1090 -5.0456 -4.3632 -2.9972 -1.0818 1.1266 3.3563 5.1748			-6.1253 -5.4336 -4.4789 -3.2803 -1.9901 -0.9227 -0.1635 -0.0161 -0.6029 -1.7847 -2.9742 -3.8034 -3.8232 -1.7064 2.6894 29.4541 20.8079 10.4895 5.3764 2.7088 1.6877 0.5196 -0.7846 -2.2230 -4.0083 -5.5461 -6.8477 -7.7254 -8.3797 -8.8182 -8.8669 -8.6690 -8.5703 -8.3316 -8.0403 -7.6076 -6.9970 -6.2067 -4.9674 -3.5865 -2.1396 -0.8827 -0.1165 -0.0905 -0.9503 -2.6899		-13.6715 -12.9797 -12.0251 -10.8265 -9.5363 -8.4688 -7.7096 -7.5622 -8.1490 -9.3309 -10.5203 -11.3496 -11.3693 -9.2525 -4.8568 21.9079 13.2618 2.9434 -2.1698 -4.8374 -5.8584 -7.0266 -8.3307 -9.7692 -11.5545 -13.0923 -14.3939 -15.2716 -15.9259 -16.3644 -16.4130 -16.2152 -16.1165 -15.8777 -15.5864 -15.1537 -14.5432 -13.7529 -12.5135 -11.1327 -9.6858 -8.4288 -7.6627 -7.6366 -8.4964 -10.2360		14.1035 13.6312 12.8773 11.7690 10.3639 9.0298 7.8576 7.5648 8.4226 9.9426 11.1220 11.7372 11.5157 9.2606 4.8568 22.9094 16.5867 8.7596 6.8745 7.1103 8.3580 9.5513 11.0653 12.3456 14.1535 15.2409 16.0246 16.3789 16.6160 16.7408 16.5702 16.2518 16.1165 15.9123 15.7226 15.4567 15.0719 14.5521 13.5163 12.2227 10.6232 8.9458 7.7387 7.7193 9.1353 11.4697		-23.3861 -22.6943 -21.7397 -20.5411 -19.2508 -18.1834 -17.4242 -17.2768 -17.8636 -19.0455 -20.2349 -21.0641 -21.0839 -18.9671 -14.5714 12.1934 3.5472 -6.7712 -11.8844 -14.5520 -15.5730 -16.7412 -18.0453 -19.4837 -21.2691 -22.8069 -24.1085 -24.9862 -25.6405 -26.0789 -26.1276 -25.9297 -25.8310 -25.5923 -25.3010 -24.8683 -24.2578 -23.4674 -22.2281 -20.8472 -19.4003 -18.1434 -17.3773 -17.3512 -18.2110 -19.9506		23.6412 23.0731 22.2224 21.0531 19.6740 18.4513 17.4902 17.2779 17.9900 19.3525 20.5541 21.2755 21.1632 18.9710 14.5714 13.9127 10.5748 10.6731 13.5569 15.4569 16.6749 17.9477 19.4595 20.8948 22.7857 24.1046 25.1162 25.6779 26.0747 26.3168 26.2266 25.9527 25.8310 25.6138 25.3851 25.0541 24.5784 23.9446 22.8077 21.4491 19.8849 18.3893 17.4109 17.3877 18.5177 20.6108
680 690 700 710 720			6.1788 6.0967 4.8729 2.6984 0		-5.0926 -7.7515 -10.1780 -11.8633 -12.4724		-12.6387 -15.2977 -17.7241 -19.4095 -20.0186		14.0682 16.4678 18.3818 19.5962 20.0186		-22.3533 -25.0122 -27.4387 -29.1241 -29.7331		23.1915 25.7446 27.8681 29.2488 29.7331

По полярной диаграмме строят диаграмму износа шатунной шейки. Сумму сил R_ш.ш.j, действующих по каждому лучу диаграммы износа (от 1 до 12) определяют с помощью таблицы 5.4. По данным таблицы в масштабе по каждому лучу откладывают величину суммарных сил ΣR_ш.шіот окружности к центру. По лучам 4 и 5 силы ΣR_ш.ші не действуют, а по лучам 6,7 и 8 действуют силы только в интервале 360є<φ<390є.