2.1.1. Построение развернутой индикаторной диаграммы в координатах р-α.

Перестройку индикаторной диаграммы из p-V в развернутую диаграмму удельных давлений (в координатах р-α), действующих на поршень, проще выполнить графическим методом Брикса. Метод Брикса заключается в том, что на длине хода поршня построенной индикаторной диаграммы в координатах p-V описывают полуокружность с центром в точке О.

Для учета влияния длины шатуна откладывают от центра полуокружности (точки О) по направлению нижней мертвой точки бицентровую поправку Брикса в масштабе диаграммы:

a= ход поршня (мм)(по заданию) / ход поршня(мм) (по индикаторной диаграмме)=70/176=0,398

Тогда:

,

где - радиус кривошипа;

- отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

Из точки O1 проводим ряд лучей под углами  до пересечения с полуокружностью. Проекции концов этих лучей на линии процесса всасывания, сжатия, расширения и выпуска указывают, какие точки рабочего процесса соответствуют тем или иным углам поворота коленчатого вала.

2.1.2. Рассчитываем избыточное давление газов над поршнем:

,

при α=370°

2.1.3. Определяем удельное значение силы инерции от возвратно-поступательного движения масс поршневой группы:

,

при α=370°

Здесь , где конструктивные массы:

- поршневой группы ( поршень из алюминиевого сплава),

- шатуна ,

- неуравновешенные части одного колена вала без противовесов  (чугунный литой вал с полыми шейками).

2.1.4. Рассчитываем удельную суммарную силу, действующую вдоль оси цилиндра: ,

при α=370°

2.1.5. Рассчитываем удельную суммарную силу, действующую на стенку цилиндра: ,

при α=370°

2.1.6. Рассчитываем удельную суммарную силу, действующую вдоль шатуна:

,

при α=370°

2.1.7. Определяем удельную силу, действующую вдоль кривошипа:

,

при α=370°

2.1.8. Рассчитываем удельную суммарную силу, действующую по касательной к кривошипу: ,

при α=370°  

2.1.9. Определяем крутящий момент от одного цилиндра: ,

где  - площадь цилиндра,

при α=30°

Результаты расчета суммарного крутящего момента (порядок работы цилиндров 1342)

2.1.10. Определяем средний индикаторный момент :

2.1.11. Рассчитываем удельную центробежную силу инерции от вращающейся массы шатуна, сосредоточенной на радиусе кривошипа:

,

где

2.1.12. Рассчитываем силу, действующую на поверхность шатунной шейки:

при α=370 ,

2.2. Построение полярной диаграммы сил, действующей на шатунную шейку

2.3.1. Строим координатную систему и с центром в точке 0, в которой отрицательная ось направлена вверх.

2.3.2. В таблице результатов динамического расчёта каждому значению α=0, 30°, 60°…70° соответствует точка с координатами . Наносим на плоскость и эти точки. Последовательно соединяя точки, получим полярную диаграмму. Вектор. соединяющий центр 0 с любой точкой диаграммы, указывает направление вектора  и его величину в соответствующем масштабе.

2.3.3. Строим новый центр  отстоящий от 0 по оси  на величину удельной центробежной силы от вращающейся массы нижней части шатуна . В этом центре условно располагают шатунную шейку с диаметром .

2.3.4. Вектор, соединяющий центр  с любой точкой построенной диаграммы, указывает направление действия силы на поверхность шатунной шейки и ее величину в соответствующем масштабе.

2.3.5. Касательные линии из центра  к верхней и нижней частям полярной диаграммы отсекают наиболее нагруженную от наименее нагруженной части поверхности шатунной шейки.

2.3.6. Масляное отверстие располагают в середине наименее нагруженной части поверхности шатунной шейки, для чего восстанавливают перпендикуляр к хорде, соединяющей точки пересечения касательных к верхней и нижней частям полярной диаграммы.