Расчет карбюраторного V-образного четырехцилиндрового двигателя на шасси автомобиля ЗАЗ-968М (стр. 5 из 11)

4.2.Динамический расчет двигателя

4.2.1.Силы давления газов

Используя метод Брикса производим развертывание индикаторной диаграммы по углу поворота коленчатого вала (рис.4.4.). Поправка Брикса: R*l/(2M_S)=35*0,285/(2*1)=4,98 мм,

где M_S=1 мм в мм - масштаб хода поршня на индикаторной диаграмме (масштаб изменен для удобства).

Масштабы развернутой диаграммы: давлений и удельных сил M_P =0,04 МПа в мм; угла поворота кривошипа М_j=2° в мм, или М_j’=4*p/ОВ=4*3,14/360=0,0349 рад в мм, где ОВ- длина развернутой индикаторной диаграммы в мм.

По развернутой индикаторной диаграмме через каждые 30° угла поворота кривошипа (на участках резкого изменения давления интервал сокращается до 10°) определяем значение D p_Г и заносим в гр.2 сводной табл.4.2. динамического расчета.

4.2.2.Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма

По табл.21 [1,с.127] с учетом диаметра цилиндра, отношения S/D и V-образного расположения цилиндров устанавливаем:

а. масса поршневой группы (для поршня из алюминиевого сплава принято m’_п=100 кг/м²):

m_п=m’_п*F п=100*0,005024=0,5024 кг;

б. масса шатуна (для стального кованного шатун принято m’_ш=150 кг/м²):

m_ш= m’_ш* F _п=150*0,005024=0,7536 кг;

в. масса неуравновешенных частей одного колена вала без противовесов (для чугунного

литого вала принято m’_к=180 кг/м²): m_к= m’_к* F _п=180*0,005024=0,9043 кг.

Масса шатуна, сосредоточенная па оси поршневого пальца:

m_ш×п=0,275*m_ш=0,275*0,7536=0,207 кг.

Масса шатуна, сосредоточенная на оси кривошипа:

m_ш×к=0,725*m_ш=0,725*0,7536=0,546 кг.

Массы, совершающие возвратно-поступательные движения:

m_j=m_п+m_ш×п=0,5024+0,207=0,709 кг.

Массы, совершающие вращательное движение:

m_R=m_к+m_ш×к=0,904+0,546=1,45 кг.

4.2.3.Удельные и полные силы инерции

Из табл.4.1. переносим значения j в гр.3 табл. 4.2. и определяем значения удельной силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс (гр.4):

p_j=-j*m_j/F_п=-j*0,709*10^-6/0,005024=-j*135,3*10^-6МПа.

Центробежная сила инерции вращающихся масс:

K_R=-m_R*R*w²=-1,45*0,035*471²*10^-3=-11,258 кН.

Центробежная сила инерции вращающихся масс шатуна:

K_Rш=-m_ш×к*R*w²=-0,546*0,035*471²*10^-3=-4,239 кН.

Центробежная сила инерции вращающихся масс кривошипа:

K_Rк=-m_к*R*w²=-0,904*0,035*471²*10^-3=-7,019 кН.

4.2.4.Удельные суммарные силы

Удельная сила, сосредоточенная на оси поршневого пальца (гр.5 табл.4.2.): p=Dp_г+ р_j.

Удельная нормальная сила (гр.7 табл. 4.2.): p_N=p*tgb,

где значения tgb определяем для l=0,285 по табл.22 [1,с.130] и заносим в гр.6.

Удельная сила, действующая вдоль шатуна (гр.9 табл. 4.2.): p_s=p*(1/cosb).

Удельная сила, действующая по радиусу кривошипа (гр.11 табл. 4.2.): p_к=p*cos(j+b)/cosb.

Удельная тангенциальная сила (гр.13 табл. 4.2.): p_T= p*sin(j+b)/cosb.

Полная тангенциальная сила (гр.14): T=p_T*F_П=p_T*0,0073898*10³.

Таблица 4.2.

j0	DРГ	I, м/с2	Рi , МПа	Р, МПа	tg b	PN, МПа	1/cosb	PS, МПа	cosj+b/cosb	рК, МПа	sinj+b/cosb	РТ, МПа	Т, кН	МКР. Ц., Н*м
0	0,05	9977	-1,408	-1,358	0	0	1	-1,358	1	-1,358	0	0	0	0
30	-0,08	7831	-1,105	-1,185	0,143	-0,169	1,01	-1,197	0,794	-0,941	0,624	-0,739	-3,715	-130,03
60	-0,1	2776	-0,392	-0,492	0,253	-0,124	1,031	-0,507	0,281	-0,138	0,993	-0,488	-2,453	-85,86
90	-0,05	-2213	0,312	0,262	0,295	0,077	1,043	0,274	-0,285	-0,075	1	0,262	1,318	46,12
120	-0,03	-4989	0,704	0,674	0,252	0,170	1,031	0,695	-0,719	-0,485	0,74	0,499	2,506	87,70
150	-0,02	-5618	0,793	0,773	0,145	0,112	1,01	0,781	-0,938	-0,725	0,375	0,290	1,456	50,96
180	0	-5552	0,783	0,783	0	0	1	0,783	-1	0,783	0	0	0	0
210	0,05	-5618	0,793	0,843	-0,143	-0,121	1,01	0,851	-0,938	-0,791	-0,375	-0,316	-1,588	-55,57
240	0,08	-4989	0,704	0,784	-0,253	-0,198	1,031	0,808	-0,719	-0,564	-0,74	-0,580	-2,915	-102,02
270	0,1	-2213	0,312	0,412	-0,295	-0,122	1,043	0,430	-0,285	-0,118	-1	-0,412	-2,071	-72,5
300	0,2	2776	-0,392	-0,192	-0,252	0,048	1,031	-0,198	0,281	-0,054	-0,993	0,190	0,956	33,48
330	0,52	7831	-1,105	-0,585	-0,145	0,085	1,01	-0,591	0,794	-0,465	-0,624	0,365	1,834	64,2
360	1,25	9977	-1,408	-0,158	0	0	1	-0,158	1	-0,158	0	0	0	0
370	4,65	9726	-1,373	3,277	0,049	0,161	1,001	3,281	0,976	3,199	0,222	0,728	3,655	127,94
390	2,8	7831	-1,105	1,695	0,143	0,242	1,01	1,712	0,794	1,346	0,624	1,058	5,314	185,97
420	1,24	2776	-0,392	0,848	0,253	0,215	1,031	0,875	0,281	0,238	0,993	0,842	4,232	148,12
450	0,68	-2213	0,312	0,992	0,295	0,293	1,043	1,035	-0,285	-0,283	1	0,992	4,985	174,48
480	0,45	-4989	0,704	1,154	0,252	0,291	1,031	1,190	-0,719	-0,830	0,74	0,854	4,290	150,16
510	0,3	-5618	0,793	1,093	0,145	0,158	1,01	1,104	-0,938	-1,025	0,375	0,410	2,059	72,06
540	0,16	-5552	0,783	0,943	0	0	1	0,943	-1	0,943	0	0	0	0
570	0,08	-5618	0,793	0,873	-0,143	-0,125	1,01	0,882	-0,938	-0,819	-0,375	-0,327	-1,644	-57,55
600	0,05	-4989	0,704	0,754	-0,253	-0,191	1,031	0,777	-0,719	-0,542	-0,74	-0,558	-2,803	-98,11
630	0,032	-2213	0,312	0,344	-0,295	-0,102	1,043	0,359	-0,285	-0,098	-1	-0,344	-1,730	-60,54
660	0,02	2776	-0,392	-0,372	-0,252	0,094	1,031	-0,383	0,281	-0,104	-0,993	0,369	1,854	64,91
690	0,012	7831	-1,105	-1,093	-0,145	0,158	1,01	-1,104	0,794	-0,868	-0,624	0,682	3,427	119,94
720	0,005	9977	-1,408	-1,403	0	0	1	-1,403	1	-1,403	0	0	0	0

По данным табл. 4.2. строим графики изменения удельных сил p_j , p , p_s , p_N , p_K и p_T в зависимости от угла поворота коленчатого вала j (рис. 4.5., 4.6., 4.7, 4.8.).