/ = 94 MM и /i = 70 мм (см. рис. 77, а). Тогда сила инерции одного, противовеса

- 0,5Рпрз /1 = - 0,5 (- 19,5) 94/70 = 13,09 кН;

г) масса каждого противовеса

"Jnp = пр/И) = 13,09 • 10(0,02 • 586*) = 1,906 кг.

На рис. 79, б показана диаграмма износа 3-й коренной шейки после установления противовесов. Диаграмма износа построена по данным табл. 34 в масштабе Мц =10 кН в мм. По этой диаграмме определено направление оси масляного отверстия (фщ = 35°).

Для уравновешивания центробежных сил Рр противовесов, расположенных на продолжении щек, прилегающих к 3-й коренной шейке, и для уменьшения нагрузки на 1-ю и 5-ю коренные шейки целесообразно на продолжении щек, прилегающих к 1-й и 5-й {цейкам, также установить противовесы Ppi = Ppg = 0,5 Рцрз- \

Смещение центров полярных диаграмм в связи с установкой противовесов на величину, пропорциональную реакции от противовесов, пр1(5)= Опрз = -9,75,кН, показано на рис. 77, б ф.ць) = 97, 5 мм).

Таблица 34

Значения Rnp

к.ш 3

кН, для лучей

О 30 60 90

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

Лк!ш.,

3,20 5,55

3,35

4,05 3,20 5,55

3,35

4,05

32,30,

3,20 5,55 4,35

3,35

3,20 5,55 4,35

3,35

32,90

3,20 5,55 4,35

3,35

3,20 5,55 4,35

3,35

32,90

5,55 4,35 3,90

5,55 4,35 3,90

4,35 3,90

2,90 3,65

4,35 3,90

2,90 3,65

3,90

2,90 3,65

3,90

2,90 3,65

27,60

29,60

20,90

3,90 4,00

2,90 3,65

3,90 4,00

2,90 3,65

4,00

2,90 3,65 4,90

4,00

2,90 3,65 4,90

28,90

30,90

4,00 5,05

4,90 5,20

4,00 5,05

4,90 5,20

4,00 5,05

4,90 5,20 4,05

4,00 5,05

4,90 5,20 4,05

3,20

5,05 3,35

5,20 4,05 3,20

5,05 3,35

5,20 4,05

3,20

5,05 3,35

5,20 4,05 3,20

5,05 3,35

5,20 4,05

38,30

46,40

41,70

41,70

Развернутые диаграммы сил i?к!шз ==/?к.шз + прз и р;1ш us) = = Рк.ш1(5) + Pnpi(5) представлены на рис. 78 и по ним определены: для 1 (5)-й коренной шейки

Ккш! (5) ср == РГ(5)Мд/0В = 8490 - 0,1/360 = 2,36 кН;

& (5) max = 9,10 кН; P;jPl (5) min = 0,15 кН;

для 3-й коренной шейки

/?кшЗср = F?Mn/OB = 15010 • 0,1/360 = 4,17 кН;

Як.шЗ max - 5,60 кН; РшЗ min = 0,40 кН,

где F"%) и Рз - соответственно площади под кривыми Rk\i (S)

и Рк!шЗ, мм*.

Равномерность крутящего момента и равномерность хода двигателя

Равномерность крутящего момента

[ = (Мкр max - /Икр тш) Икр.ср = [650 - (- 360)1/127,3 = 7,93. Избыточная работа крутящего момента

= FMmM = 840 • 10 • 0,0523 = 439,3 Дж,

где Poje -площадь над прямой среднего крутящего момента (см. рис. 74, д), мм*; М; = 4тг/(ЮЛ) = 4-3,14/(4. 60) = 0,0523 рад в мм - масштаб угла поворота вала на диаграмме /Ир.

Равномерность хода двигателя принимаем 8= 0,01.

Момент инерции движущихся масс двигателя, приведенных к оси коленчатого вала:

Л = изб /(Sco*) = 439,3/(0.01 . 586*) = 0,128 кг - м*.

§ 40. РАСЧЕТ V-ОБРАЗНОГО ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО ДИЗЕЛЯ

Примеры расчетов кинематики и динамики, изложенные ниже, приведены для того же дизеля, для которого в гл. IV дан пример теплового расчета, а в гл. V - расчет Скоростной характеристики. В связи с этим все исходные данные для расчетов кинематики и динамики V-образного четырехтактного дизеля с наддувом взяты соответственно из § 18 и 22.

Кинематика

Выбор Х.и длины шатуна L. В целях уменьшения высоты двигателя с учетом опыта отечественного дизелестроения оставляем значение X = 0,270, как уже было принято предварительно в тепловом расчете. В соответствии с этим

Л =Р/Х= 60/0,270 = 222 мм.

В.М.Т.

в.м.т. н.м.т. в.м.т.

О 30 ВО 90 т 150 т гю гш1 по зоо ззо зво f

Рис. 80. Зависимости пути (а), скорости (б) и ускорения (в) поршня дизеля от угла поворота кривошипа

Перемещение поршня. Изменение хода поршня по углу поворота коленчатого вала строят графическим методом (рис. 80, а) в масштабе Mi = 2 мм в мм и My = 2° в мм через каждые 30°. Поправка Брикса

Кк /(2Мз) = 60 . 0,270/(2 . 2) = 4,05 мм.

Угловая скорость вращения коленчатого вала

со == тил/30 = 3,14 • 2600/30 = 272,1 рад/с.

Скорость поршня. Изменение скорости поршня по углу поворота коленчатого вала строят графическим методом (рис. 80, б) в масштабе Мо = 0,4 м/с в мм:

&RlM = 272,1 • 0,06/0,4 = 40,8 мм;

со/?Х/(ад = 272,1 • 0,06 • 0,270/(0,4 • 2) = 5,5 мм;

± Ип max coR уТ+Х = 272,1 • 0,061 +0,27 = 16,9 м/с.

Ускорение поршня. Изменение ускорения поршня по углу поворота коленчатого вала строят графическим методом (рис. 80, в) в масштабе Mj - 100 м/с в мм:

(i)R/Mj = 272,Р 0,06/100 = 44,4 мм; oaRl/Mj = 272,Р • 0,06 • 0,270/100 = 12,0 мм; /max = со/?(1 + = 272,Р • 0,06(1 + 0,27) = 5642 м/с; = coR (X + -i-) = 272,Р . 0,06 (0,27 + -i) = 3256 и/с\

Значения s, v„ и i в зависимости от ф, полученные на основании построенных графиков, заносят в табл. 35.

При / = О Уп = ± Уптах= ± 16,9 м/с, В ТОЧКИ псрегиба S соответствуют повороту кривошипа на 76 и 284°.

Таблица 35

Динамика

Силы давления газов. Индикаторная диаграмма (см. рис. 36), полученная в тепловом расчете, развертывается по углу поворота кривошипа (рис. 81) по методу Брикса.

Масштабы развернутой диаграммы: хода поршня Ms= 1,5 мм в мм, давлений Мр = 0,08 МПа в мм; сил Мр= MpF = 0,08 • 0,0113 = == 0,0009 МН в мм или Мр = 0,9 кН в мм, угла поворота кривошипа Mtp = 3° в мм или

М; = 4ти/0В = 4 -3,14/240 = 0,0523 рад в мм,

где ОВ -длина развернутой индикаторной диаграммы, мм. Поправка Брикса

Rkl{2M,) = 60 - 0,270/(2 • 1,5) = 5,4 мм.

JJi 30 ш

ЧгО «да

Рис. 81. Развертка индикаторной диаграммы дизеля по углу поворота кривошипа и построение удельной суммарной силы р

По развернутой индикаторной диаграмме через, каждые 30° угла поворота кривошипа определяют значения Ар = -ро и заносят в табл. 36.

Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма. По

табл. 21 с учетом диаметра цилиндра, отношения S/D, V-образного расположения цилиндров и достаточно высокого значения р устанавливаются:

масса поршневой группы (для поршня из алюминиевого сплава тп 7= 260 кг/м*)

/«1. = 4 = 260-0,0113 = 2,94 кг;

Таблица 36

масса шатуна (т = 300 кг/м*)

/"ш = /«шп = 300-0,0113 = 3,39 кг;

масса неуравновешенных частей одного колена вала без противовесов (для стального кованого вала т = 320 кг/м*)

/Пк = mJa = 320-0,0113 = 3,62 кг.

Масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца:

/«ш.п = 0,275т;„ = 0,275 • 3,39 = 0,932 кг.

Масса шатуна, сосредоточенная на оси кривошипа:

/Иш.к = 0,72Ьт = 0,725 • 3,39 = 2,458 кг.

Массы, совершающие возвратно-поступательное движение:

mj = m„ + m„,.n = 2,94 + 0,932 = 3,872 кг.

Массы, совершающие вращательное движение:

/Пдг = /Пк + 2/Пш.к = 3,62 + 2 . 2,458 = 8,536 кг.

Полные и удельные силы инерции. Силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс определяют по кривой ускорений (см. рис. 80, в и табл. 35):

полные силы P = - jmj-10- = - ; - 3,872 • 10" кН;

удельные силы pj = Pj/F = Pj 10-»/0,0113 МПа.

Значения pj заносят в табл. 36.

Центробежная сила инерции вращающихся масс шатуна одного цилиндра

Л:д = т.кРсо* - 10-* =-2,458-0,06-272,1*- 10"» = -10,9 кН. Центробежная сила инерции вращающихся масс кривошипа

т

,/?со*-10-* = - 3,62-0,06-272,1*- 10-з = -16,1 кН.

Центробежная сила инерции вращающихся масс, действующая на кривошип:

Kns = Кп + 2Кп = 16.1 + 2(- 10,9) = - 37,9 кН.

Удельные суммарные силы. Удельная суммарная сила (МПа), сосредоточенная на оси поршневого пальца (рис. 81 и табл. 36):

Р = АРг + Pi-

Удельные силы pN, ps, рк и Рт определяют аналитическим методом. Расчет значений этих сил для различных ф сводят в табл. 37.

Графики изменения удельных сил ры, ps, Рк Рт в зависимости отф представлены на рис. 82, где Мр = 0,08 МПа в мм и /И, = 3° в мм.