По найденным значениям для каждого угла поворота КВ определяют все остальные силовые факторы, действующие в КШМ:
- удельная нормальная сила:
- удельная сила, действующая вдоль шатуна:
- удельная сила, действующая по радиусу кривошипа:
-удельная тангенциальная сила:
значения ,,, берем из [1].
Значения всех расчетов сводим в табл.2.1. Графики зависимости представлены на лист 1.
Диаграмма одновременно в соответствующем масштабе является диаграммой крутящего момента создаваемого 1 цилиндром.
Для определения крутящего момента строим диаграмму суммарной силы .
Из этого графика получаем
;
Средний крутящий момент:
По среднему крутящему моменту определяем индикаторную мощность
Определим мощность и сравним ее с результатом теплового расчета
Ошибка находится в пределах нормы.
На шатунную шейку воздействуют силы, вызванные давлением газов и силой инерции поступательно движущихся масс, а так же силой инерции вращающихся масс шатуна. Для проведения расчета результирующей силы, действующей на шатунную шейку двигателя, составляем таблицу (табл.1)
Суммарная сила, действующая на шатунную шейку, находится по формуле:Результирующая сила , действующая на шатунную шейку, подсчитывается графическим сложением векторов сил T, Z и РRШ при построении полярной диаграммы. При построении предполагается, что шейка неподвижна, а ось цилиндра вращается вокруг нее. Для построения выбираем полюс диаграммы (т.О) и проводим систему координат T-Z, причем плюсовая координата Т - вправо, Z - вниз. Для заданного угла поворота коленчатого вала из табл.2.1 откладываем по соответствующим осям в принятом масштабе значение сил T и Z. Соединяя последовательно точки плавной кривой, получаем полярную диаграмму без учета силы РRШ. Для ее учета из точки О в положительном направлении Z откладываем ее величину в принятом масштабе и получаем точку - действительный полюс диаграммы. Для получения действующей результирующей силы, действующей на шатунную шейку, полюс соединяют вектором с точкой полярной диаграммы, соответствующей этому углу поворота. Полученный вектор определяет и величину, и направление действующей силы.
Диаграмма нагрузки на шатунную шейку в прямоугольных координатах представлена в приложении 1.
На основании имеющейся полярной диаграммы нагрузок, действующих на шейку, можно построить диаграмму предполагаемого износа шатунной шейки. Принимают следующие допущения:
- износ шейки прямо пропорционален действующей силе;
-действие силы распространяется от точки ее приложения по дуге в 60˚, в обе стороны по поверхности шейки.
Способ построения состоит в следующем: в т.О проводят окружность произвольного радиуса и делят ее на равные части. Из т.А окружности откладывают отрезок и т.д. От каждой точки А1, А2…Аn (n=24) в обе стороны по поверхности шейки откладываем угол 60˚. Затем строят новую окружность и делят ее на такое же количество частей и в определенном масштабе в направлении к центру окружности откладывают суммарную толщину полос; соединяя полученные точки определяем диаграмму предполагаемого износа шейки.
Вид предполагаемого износа представлен на листе 1, а его построение и приложении 2; при этом на диаметральных линиях диаграммы указаны суммарные толщины.
Полученная диаграмма дает возможность определить положение масляного отверстия – самое не нагруженное место шейки. Для нашего расчета .
Кривошип коленчатого вала многоцилиндрового двигателя нагружен силами и крутящим моментом, который включает две составляющие: момент, обусловленный силой Т данного цилиндра, и момент от предыдущих цилиндров. Коленчатый вал рассчитываемого двигателя – полноопорный с кривошимами, расположенными под углом . Порядок работы двигателя 1-5-4-2-6-3-7-8. Схема коленчатого вала представлена на рис. 2.1.
Рис. 2.1 Схема коленчатого вала
Для наглядного представления о совместной работе цилиндров строят диаграмму совместной работы цилиндров, которая представляет собой ряд чередующихся циклов работы каждого цилиндра в зависимости от угла поворота коленчатого вала.
Диаграмма совместной работы цилиндров
0˚ 180˚ 360˚ 540˚ 720˚
1
ВП
СЖ
РХ
Вып
0˚
2
450˚
3
270˚
4
540˚
5
630˚
6
360˚
7
180˚
8
90˚
Построенная диаграмма позволяет определить угол поворота любого кривошипа при положении первого кривошипа в 0˚.
Через шейки коленчатого вала от первого до последнего цилиндра передается крутящий момент свой от каждого цилиндра. Следовательно, в любой момент времени крутящий момент на каждой шейке оказывается различным. Для выполнения ра счетов на прочность и оценки крутящего момента на каждой шейке, строят таблицу набегающих моментов.
Таблица набегающих моментов показывает изменение крутящего момента на каждой шейке коленчатого вала по мере перемещения от первой до последней шейки в зависимости от угла поворота. Последний столбец таблицы представляет собой изменение полного (суммарного) момента на выходе из двигателя. Моменты на промежуточных шейках отличается от полного, как по величине, так и по направлению.
Расчет тангенциальных сил (а следовательно и моментов) для V-образного двигателя представлен в табл. 2.2.
Изменение набегающих моментов представлено в табл. 2.3. и 2.4.
Таблица 2.2.
Расчет тангенцальных сил для V-образного двигателя (Н)
α
T1
T5
T1,5
T2
T6
T2,6
T3
T7
T3,7
0
0,00
-2944,51
8550,25
-3410,46
30
-6688,22
3747,94
-2940,28
7740,68
7788,60
15529,28
2165,32
-2838,40
-673,08
60
-3919,51
6580,43
2660,92
3885,49
6599,79
10485,28
3603,56
-5026,85
-1423,28
90
2771,20
120
4865,29
-1822,93
-3052,66
4688,03
9953,92
150
2820,50
-1099,00
-5074,00
-1188,50
10203,35
180
210
2026,90
695,28
240
-2206,34
1506,43
270
300
330
360
390
420
450
480
510
540
570
600
630
660
690
720
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7