ПО<р

Рис. 74. Графики динамического расчета карбюраторного двигателя: а - развертка индикаторной диаграммы и построение кривых удельных сил р,« р, б - построение кривых удельных сил р и pj; е-то же, удельных сил Pf; г-то же, удельных сил pj-

а - построение Aljjp

динамического расчета (в таблице значения даны через 30° и точка при ф = 370°).

Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма. По табл. 21 с учетом диаметра цилиндра, отношения S/D, рядного расположения цилиндров и достаточно высокого значения р, устанавливаются:

масса поршневой группы (для поршня из алюминиевого сплава принято!/Пп = 100 кг/м)

т„ = m;f „ = 100 • 0,004776 = 0,478 кг;

масса < шатуна (для стального кованого шатуна принято kL = 15b кг/м)

/"ш ="шп = 150 . 0,004776 = 0,716 кг;

масса неуравновешенных частей однрго колена вала без противовесов (для литого чугунного вала принято т = 140 кг/м)

"к = Кп = 140 • 0,004776 = 0,669 кг.

Масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца:

= 0.275m„j = 0,275-0,716 = 0,197 кг.

Масса шатуна, сосредоточенная на оси кривошипа:

= 0,725m = 0.725 - 0.716 = 0,519 кг.

Массы, совершающие возвратно-поступательное движение: «У =/"ц +"ш.п = 0,478 -f 0.197 = 0,675 кг.

Массы, совершающие вращательное движение:

тп = т-\- т.к = 0,669 -f 0,519 = 1,188 кг.

Удельные и полные силы инерции. Из табл. 27 переносят значения / в гр. 3 табл. 28 и определяют значения удельной силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс (гр. 4);.

Pj - imjlF = - / . 0,675 . lO-e/0,004776 = - / • 141 • 10"* МПа.

Центробежная сила инерции вращающихся масс

Kr =-mRR(iy = -1,188 . 0,039 - 586* - 10"» = - 15,910 кН.

Центробежная сила инерции вращающихся масс шатуна

Кц = -т„,.к?сй2 =-0.519 . 0,039 -586 - 10" =-6,950 кН.

Центробежная сила инерции вращающихся масс кривошипа

Krk = -mRay = -0,669 0,039 - 586? - 10"* = -8,960 кН.

Удельные суммарные силы. Удельная сила (МПа), сосредоточенная на оси поршневого пальца (гр. 5): р = + Pj-

Удельная нормальная сила (МПа) р = ptgP. Значения tgp определяют для К = 0,285 по табл. 22 и заносят в гр. 6, а значения pN - в гр. 7.

Удельная сила (МПа), действующая вдодь шатуна (гр. 9): ps = = p(l/cosp).

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

р« = рС05(ф + P)/C0SP.

Удельная (гр. 13) и полная (гр. 14) тангенциальнь силы (МПа и кН):

Рт = psin(cp + p)/cosp и Т = ptF = Рт - 0,004776 .О.

По данным табл. 28 строят графики изменения удельнь}х сил pj, Р, Ps. pN. рк Рт зависимости Ьт изменения угла повороту коленчатого вала ф (рис. 74).

Среднее значение тангенциальной силы за цикл:

по данным теплового расчета

Таблица 29

2- 10» 3,14 • 4

1,0675. 0,004776 = 812 Н;

по площади, заключенной между кривой рт и осью абсцисс (рис. 74, г):

1980- 1160

0,05 = 0,171 МПа, а

"Р ОВ " 240

ср = Ртср = 0,171 • 0,004776 . 106 816 И; ошибка А = (812 -816) 100/812 = 0,5%,

Крутящие моменты. Крутящий момент одного цилиндра (гр. 15) Мкр.ц = ГР = Г . 0,039 . 103 Н . ,

Период изменения крутящего момента четырехтактного двигателя с равными интервалами между вспышками

0 = 720/1 = 720/4 = 180°.

Суммирование значений крутящих моментов всех четырех цилиндров двигателя осуществляется табличным методом (табл. 29) через каждые 10° угла поворота коленчатого вала и по полученным данным строится кривая Л4кр (рис. 74, д) в масштабе Мм = 10 Н • м в мм.

Средний крутящий момент двигателя:

по данным теплового расчета

Мкр.ср = Mi =М,/т1= 103,1/0,8141 = 126,6 Н-м; по площади, заключенной под кривой Мкр (рис. 74, д):

Мцр.ср

M. = JZ 10 = 127,3 Н.м;

ошибка А = 6.6-127.3 1 00 = 0,6%. 126,6

Максимальный и минимальный крутяшле моменты (рис. 74, д)

Мкртах = 650 Н-м; Мкртт = - 360 Н-м.

Силы, действующие на шатунную шейку коленчатого вала. Для

проведения расчета результирующей силы, действующей на шатунную 162

кривошипа

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ПО 120 130 140 150 160 170 180

Кр.Ц

О 10

20 30 40 50 60 70 80 90 100 ПО 120 130 140 150 160 170 180

-132,4 -203,2 -223,3 1-209,7 -174,3 -127,6 - 65,2 + 19,6 -I- 97,4 -1-140,7 -1-160,3 -1-165,2 -1-152,9 + 127,7 +94,6 + 63,4 +29,81 О

[кривошипа

180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360

-28,0 -65,2 -94,6 -123,0 -154,7 -165,2 159.4 - 139,8 -103,9 -36,3 + 32,6 +97,0 + 123,0 + 138,0 + 137,8 + 120,2 + 71,8 О

кривошипа

360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540

кр. ц-Нм

+ 125,5 + 161,3 + 176,6 , +156,6 Uh28,6 4-124,8 + 142,6 + 185,5 +234,3 +248,9 +244,2 +229,3 + 190,1 + 147,3 + 115,3 + 76,4 + 30,8 О

кривошипа

540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 6G0 670 680 690 700 710 720

Лкр. Нм

-29,8 -67,1 -97,4 -126,8

- 155,7 -169,7

- 165,9 -146,3 -103,5

-39,1 +61,5 + 121,4 + 183,6 +208,8 + 219,6 +201,3 + 139,8 О

-64,7 -174,2 -238,7 -302,9 -356,1 -337,7 -247,9 -81,0 +124,3 314,2 -f498,6 --612,9 --649,6 +621,8 +567,3 +461.3 +272,2 О

шейку рядного двигателя, составляют табл. 30, в которую из табл. 28 переносят значения силы Т.

Суммарная сила, действующая на шатунную шейку по радиусу кривошипа:

= а: + /Снш = (/С - 6,95) кН, где К = PFa == • 0,004776 • 10 кН.

Результирующая сила Рщ.ш, действующая на шатунную шейку, подсчитывается графическим сложением векторов сил Т и Рк при построении полярной диаграммы (рис. 75, а). Масштаб сил на полярной диаграмме для суммарных сил Мр =0,1 кН в мм, Значения /?ш.ш для различных ф заносят в табл. 30 и по ним строят диаграмму Рш.ш В прямоугольных координатах (рис. 75, б).

По развернутой диаграмме

ш.ш определяют

?ш.ш.ср = /-Мр/05 = 26 640-0,1/240 = 11,100 кН;

i?ni. штах = 18,451 кН; Рш. mmin = 0,645 кН,

где ОВ - длина диаграммы, мм; F - площадь под кривой Рш.ш. мм*.

По полярной диаграмме (рис. 75, а) строят диаграмму износа шатунной шейки (рис. 76). Сумму сил Rm.uu, действующих по каждому лучу диаграммы износа (от 1 до 12), определяют с помощью табл. 31 (значения Рш.ш в табл. 31 выражены в кН). По данным табл. 31 в

Т а бл 1 ц а 30

О 30 60

90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 370 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690 720

-5,726 -3,272 +2,498 +4,236 +2,426 О

-2,426 -4,236 -2,665 +2,488 --3,534 О

+3,219 +4,528 +3,200 +6,008 +5,879 +2,956 О

-2,498 -4,351 -2,655 +3,114 +5,631 О

-11,501

- 7,279

- 0,927

- 0,736

- 4,112

- 6,051

- 6,376

- 6,051

- 4,112

- 0,788

- 0,707

- 4,489

- 2,402 + 14,156 +5,750 + 0,907

- 1,772

- 5,712

- 7,374

- 7,164

- 6,233

- 4,227

- 0,783

- 0,884

- 7,150 -11,501

-Р„кН

«к

27,411 23,820 17,050 16,830 20,490 22,080 22,286 22,080 20,460 16,920 16,860 20,610 18,312 3,660 11,140 15,370 18,710 22,420 23,460 23,312 22,230 20,560 16,880 17,090 23,740 27,411

Рис. 75. Силы, действующие на шатунную шейку:

а - полярная диаграмма; б - диаграмма нагрузки на шатунную шейку в прямоугольных координатах

- о о о

ю m ш 1ГЭ

Ф са ю О

оо" ха со об

S S m 51 00 - о от <о » <ю "3 01 00 са со от - спит - оооо - OT-*toom

Ф-Фсо-<t--ooincj

о о о «3 m ш * cv1 О 00 са со

3 са со I I I

- штоосаотот- OOTCOt£»oot--oom--

оо" - от" *" о со" *" **

са со

I М I I I I I I

1 1 И I М I М I I

I I м I I I I I г

I I I I I I I I I I I I I I м м

I I м I I I I I I м и I М I I I

\ I I

I П I I I I I М I I I I м.

М I I I I I I I I I

I I I I I I I I I I I I

I м I м I I м I I I I I I I м I I и I

ю S S

(N Ю

S § S §

I со са 00 - со со" - оо"

о о о

-. со 5£> ш

- от 00

* со - t--

- ОООООУЭОО

Фсаюооосасосаоо

§о о са - m - о от со

00 00

00 ю 00 00

со со со - 00 00

от от - та S S S S о оош - -OToocacoto

со-Ф-фсо-t--oomt

- 0 0-ОООЮ0000004 iominmm-*ca-*c3Q03:-v5 Ф са ю о 00 о) со са оз - от со

ooinoo"oo-"сососо - 0О0О--От

о о о о * о 00 (м от от - со

00 г- 00 ш - *

о о о о со

cd ш 00 ш

от 00 со со

СООСО-Ф-ФСО-<С--001П

заззааазаазаззззззззаззас"

о; о; 1 QcV о; о; Qi Qi о; Q;QiQ;Q;a:Qi. ujOiQiQCQiQiQiQiW

3 3 3 3 a a.