Используя индикаторную диаграмму, график инерционных сил и полукруг Брикса находится действующая на поршень суммарная сила Рд в кПа (через каждый 15 град угла поворота кривошипа колен вала) по выражению:
(3.5)
где рк и р0- давление газов в надпоршневом пространстве и атмосферное, кПа;
р j - инерционное усилие при рассматриваемом положении кривошипа коленчатого вила, кПа.
Полукруг Брикса строится следующим образом.
Ниже индикаторной диаграммы проводится полуокружность радиусом r = Vh /2. По горизонтали от центра полукруга откладывается в сторону НМТ отрезок 0 равный (рис. 4 приложения). От точки проводится луч K под углом а (для которого требуется определить положение поршня) до пересечения с полуокружностью. Вертикаль через точку К (пересечения луча K с полуокружностью) и определяет положение поршня для рассматриваемого угла а (отрезок Va - ход поршня).
Знаки усилий ±(Рг -Р0) и +Р j, определяют по условию - если усилия препятствуют движению поршня, то минус, если направлены в сторону движения поршня- плюс.
Результаты расчета для удобства заносятся в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 Результаты вычислений.
а, град | Рг, кПа | ±(Рг-Ро), кПа | кПа | Рд= кПа | ±Т, кПа |
10 20 '45 720 | |||||
30 40 .. | |||||
… 720 |
Величину силы Т нужно определить, используя схему КШМ (рисунок 4 приложения). Для этого на продолжении радиуса кривошипа ОД откладывают отрезок ДЕ, равный (в принятом масштабе) силе Рд
Перпендикуляр, проведенный из точки Е на ось цилиндра двигателя до пересечения с направлением шатуна - отрезок EF и представляет силу Т.
Для многоцилиндрового двигателя строится суммарная диаграмма тангенциальных сил с учетом расположения колен вала двигателя. Так, для четырехтактного двухцилиндрового двигателя с расположением колен под углом 180 град суммарная диаграмма строится как сумма двух диаграмм, сдвинутых на 180 град. Для четырехцилиндровых двигателей диаграмма строится как сумма соответственно 4 диаграмм, сдвинутых по фазе каждая относительно предыдущей на 180 (рисунок 5 приложения).
Для двигателей с числом цилиндров более двух участки суммарной диаграммы 720/i (i - число цилиндров) периодически повторяется. Поэтому достаточным оказывается построение диаграммы только на одном участке. К примеру, для шестицилиндрового двигателя на участке 120 град, а четырехцилиндрового - 180 град.
Если двигатель V-образный, то суммарная тангенциальная диаграмма находится сложением диаграмм цилиндров правого и левого рядов, построенных аналогично вышеуказанному с учетом угла развала цилиндров.
Используя суммарную диаграмму, определяют среднее значение тангенциальной силы р, в мм:
(3.6)
где Σ Fnon и ΣFomp -сумма положительных и отрицательных площадей суммарной тангенциальной диаграммы Т (по рисунку 3.2 Σ F отр=0);
l - длина диаграммы ( см. рисунок 5 приложения).
По величине р находится эффективная мощность двигателя, кВт:
(3.7)
где - масштаб тангенциальной силы (кПа/мм); - механический к.п.д. двигателя.
Совпадение этого значения мощности с заданным свидетельствует о правильности построения диаграмм (несовпадение допускается до 3 %).
РАСЧЕТ МАХОВИКА.
Используя график тангенциальных усилий, определяется момент инерции всех подвижных деталей двигателя и затем момент инерции и размеры маховика следующим образом. По графику суммарных тангенциальных усилий (рисунок 3.2) определяется максимальная избыточная работа кВт:
(3.8)
(3.9)
где F изб. max - площадь диаграммы над линией средней тангенциальной силы, мм2;
- масштаб площади, кПам/мм ;
- масштаб тангенциальной силы, кПа/мм,
- масштаб длины, м/мм.
Момент инерции всех подвижных деталей двигателя , кгм2:
(3.10)
где δ - степень неравномерности вращения коленчатого вала.
Величина степени неравномерности вращения коленчатого вала принимается с соответствующим обоснованием.
Момент инерции маховика , (кгм2)
Масса маховика т, мм:
(3.11)
где D 0 - диаметр центра тяжести сечения маховика, м (см. рисунок 3.1).
Ориентируясь на чертежи маховиков реальных двигателей (см. приложение) разрабатывается чертеж маховика.
Рисунок 3.1 - Расчетная схема маховика; D о , диаметр центра тяжести маховика, м
Дата: 2019-02-02, просмотров: 326.