Послідовність динамічного розрахунку ДВЗ

Виходячи з завдання динамічного розрахунку визначають сили, що діють на основні деталі кривошипно-шатунного механізму двигуна залежно від переміщення поршня або відповідного кута повороту колінчастого вала двигуна.

Схему сил, що діють на основні деталі кривошипно-шатунного механізму в одному з положень колінчастого вала, показано на рис. 3.

Для динамічного розрахунку користуються силами, що виникають від надлишкового тиску газів на поршень і сили інерції від мас, які здійснюють зворотно-поступальний рух. Сумарна сила спрямована вздовж осі циліндра:

(81)

де - сила відповідно тиску газів, інерції мас, що рухаються зворотно-поступально, атмосферний тиску.

Сумарна сила вважається додатною, якщо вона спрямована до осі колінчастого вала. Усі сили зводяться до одиниці площі поршня, що дає змогу як вихідними даними користуватися значеннями тисків у характерних точках індикаторної діаграми, які визначаються у тепловому розрахунку двигуна.

Інтервал зміни кута повороту кривошипа беруть таким, що дорівнює 15º. При цьому кожний процес циклу поділяють на 12 відрізків. переміщення поршня на кожному відрізку

(82)

де R_k – радіус кривошипа, мм;

- довжина шатуна, мм;

φ – кут повороту кривошипа, град.

Залежність достатньо визначити лише для процесу спуску на ділянці від 0 до 180º, оскільки для решти процесів робочого циклу: стиск-розширення-випуск відпрацьованих газів вона протікає симетрично, з врахуванням напряму переміщення поршня.

тиск газів у процесі впуску беруть сталим і таким, що дорівнює тискові в кінці впуску, який визначено у тепловому розрахунку,

(83)

На ділянці руху від 180 до 360º тиск газів у циліндрі двигуна

(84)

де S – хід поршня, мм;

ε –ступінь стиску;

х –переміщення поршня, мм;

n₁ – показник поліропи стиску.

Для бензинових двигунів на ділянці руху від 360 до 540º у процесі розширення тиск газів у циліндрі двигуна

(85)

де ρ –ступінь попереднього розширення;

n₂ – показник поліропи розширення.

Під час виконання динамічного розрахунку дизельних двигунів треба попередньо визначити переміщення поршня за ізобарного підведення теплоти:

(86)

Рисунок 3. Схема сил, що діють на основні деталі кривошипно-шатунного механізму: - сила відповідно сумарна, що діє вздовж осі циліндра, нормальна, спрямована вздовж осі шатуна, дотична, радіальна, інерції обертових мас і сумарна, яка діє на шатунну шийку: - радіус кривошипа; - довжина шатуна.

На цій ділянці тиск газів залишається сталим:

(87)

Для всіх інших значень тиск газів у процесі розширення визначається за (85).

На ділянці руху від 520 до 720º тиск газів у циліндрі двигуна дорівнює тискові в кінці випуску: .

Враховуючи, що сили інерції мас, які здійснюють зворотно-поступальний рух, змінюються у кожному процесі симетрично, тиск від сил інерції достатньо визначити для ділянки від 0 до 180º:

(88)

де ;

;

– зведена до одиниці площі поршня маса відповідно деталей, що рухаються зворотно-поступально, поршневого комплекту і шатуна (табл..2), кг/м² ;

- кутова швидкість кривошипа, с^-1.

Питомі сили, що діють у кривошипно-шатунному механізмі двигуна:

нормальна

(89)

де

радіальна

(90)

де - сила інерції обертових мас, МПа;

- зведена маса шатуна, кг/м²;

дотична

(91)

Сумарна сила, що діє на шатунну шийку:

(92)

Список літератури

1. Автомобільні двигуни. Абрамчук Ф.Г., Гутаревич Ю.Ф., Долгунов К.Є., Тимченко І.І. : -К.: Арістей, 2006. – 476 с.

2. Автомобільні двигуни./ За ред. І.І. Тимченка. – Х.: Основа, 1995.– 464 с.

3. Двигатели внутреннего сгорания. /Под ред. В.Н. Луканина – М.: Высшая школа, 1995. – 953 с.

4. Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей: Учебник /Алексеев В.П., Воронин В.Ф., Грехов Л.В. и др. – М.: Машиностроение, 1990. – 288 с.

5. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей/ Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова . – М.: Машиностроение, 1983. – 375 с.

6. Каталоги двигунів провідних виробників ДВЗ

7. Р. А. Зейнетдинов, Дьяков И.Ф., С.В. Ярыгин. Проектирование автотракторных двигателей. Учебное пособие Ульяновск: УлГТУ, 2004.- 168 с.

8. Шароглазов Б. А., Фарафонтов М. Ф., Клементьев В. В. Двигатели внут-

реннего сгорания: теория, моделирование и расчёт процессов: Учебник по кур-

су «Теория рабочих процессов и моделирование процессов в двигателях внут-

реннего сгорания». – Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2004. – 344 с.

9. Теория двигателей внутреннего сгорания. По ред.проф. д-ра техн.наук Н.Х. Дьяченко. Л., «Машиностроение», 1974,552 с.

Навчально-методичне видання

Поиск по сайту: