Используя индикаторную диаграмму, график инерционных сил и полукруг Брикса находится действующая на поршень суммарная си­ла Р_д в кПа (через каждый 15 град угла поворота кривошипа колен вала) по выражению:

                                                                                   (3.5)

где р_к 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 = V_h /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 V_a - ход поршня).

Знаки усилий ±(Р_г -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 Р_д

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 F_non и ΣF_omp -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