Поиск: Рекомендуем: Почему я выбрал профессую экономиста Почему одни успешнее, чем другие Периферийные устройства ЭВМ Нейроглия (или проще глия, глиальные клетки) Категории: Астрономия Биология География Другие языки Интернет Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Механика Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Транспорт Физика Философия Финансы Химия Экология Экономика Электроника	Главная О нас Популярное ТОП Новые страницы Случайная страница Контакты FAQ ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ IV. Кинематический и динамический расчет двигателя Кинематический анализ кривошипно-шатунного механизма      Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Ниже приводятся кинематические зависимости для КШМ получивших наибольшее распространение в судовых ДВС.      На рис. 4.1 приведены схемы кривошипно-шатунных механизмов, применяемых в судовых двигателях.      В большинстве конструкций используется центральный КШМ (рис. 4.1 а), у которого оси цилиндра и коленчатого вала находятся в одной плоскости.      Такой механизм характеризуется двумя кинематическими параметрами: радиусом кривошипа R и длиной шатуна L. Вместо последнего параметра обычно используется безразмерную - постоянную механизма l:                  l = R/L;   0,2 < l < 0,32.       l = 0,25   Рисунок 4.1 - Схемы кривошипно-шатунных механизмов двигателей внутреннего сгорания; а - центрального; б -смещенного (дезаксиального); в-с прицепным шатуном        Значения давления газов в цилиндре Рг, определяем из индикаторной диаграммы, построенной по результатам теплового расчета двигателя.      Удельная сила инерции деталей КШМ, движущихся возвратно-поступательно определяется из зависимости                                        Рj = - mjJ/Fn;      Производим кинематический расчет и результаты заносим в таблицу 4.1.      Скорость W и ускорение J поршня определяем по формулам:   W = R*w(sinj + l/2 sin2j) = 1,69*8,48(sin0 + 0,25/2*sin2*0) = 0 j = 0 J = R*w2(cosj + l cos2j) = 1,69*8,482(cos0o + 0,25*cos2*0) = 151,9 м/c j = 0   Перемещение поршня:   Sx = R(1 – cosj) + l/4(1 – cos2j) = 0,966(1-1) + 0,25/4(1-1) = 0   l = ¼ = 0,25   R = S/2 = 3375/2 = 1687,5 мм   w = pn/30 = 3,14*81/30 = 8,48 1/c     Скорость W = Rw(sinj + l/2 sin2j) м/с Ускорение J = Rw2(cosj + l cos2j) м/с2 Расстояние Sx = R[1 – cosj) + l/4 (1 – cos2 j)] м                                Таблица 4.1 Результаты кинематического расчета   J	W	Sx	J
1	2	3	4
0	3,6	0,000	151,9
15	6,8	0,072	143,7
30	9,0	0,279	120,4
45	10,1	0,601	85,9
51,4	10,4	0,765	69,1
60	10,6	1,003	45,6
75	10,7	1,450	5,1
90	10,7	1,901	-30,4
102,8	10,7	2,265	-54,3
105	10,7	2,325	-57,8
120	10,6	2,693	-76,0
135	10,1	2,991	-85,9
150	9,0	3,206	-90,1
154,2	8,5	3,252	-90,5
165	6,8	3,337	-91,1
180	3,6	3,380	-91,1
195	-0,6	3,337	-91,1
205,6	-3,9	3,254	-90,6
210	-5,4	3,206	-90,1
225	-10,1	2,991	-85,9
240	-14,2	2,693	-76,0
255	-16,9	2,325	-57,8
257	-17,2	2,271	-54,6
270	-17,9	1,901	-30,4
285	-16,9	1,450	5,1
300	-14,2	1,003	45,6
308,4	-12,0	0,770	68,5
315	-10,1	0,601	85,9
330	-5,4	0,279	120,4
345	-0,6	0,072	143,7
360	3,6	0,000	151,9

     При любом значении угла поворота кривошипа от 0^о до 360^о суммарная сила Рс будет определятся отрезком ординаты, заключенным между кривой давления газов и кривой сил инерции поступательно движущихся частей.

     Знак вектора суммарной силы устанавливается следующим образом:

Если вектор Рс совпадает с направлением движения поршня двигателя на данном участке хода, то знак Рс положительный, а если противоположен ему, то отрицательный. Начало вектора находится на кривой давления газов, а конец – на кривой сил инерции.

     Рассчитаем силы N, S, K, T и Мкр

     Расчеты проводим по формулам в табличной форме (табл..2)

                               N = Pc*tgb, где b = arc sin(l*sinj)

                                      Z = Pc((cos(j + b)/cosb)

S = Pc/cosb

T = Pc*sin(j + b)/cosb

Мкр = Рс*Rsin(j + b)/cosb = TR

       4.2 Расчет сил и моментов, действующих в КШМ двигателя

     Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Он состоит из неподвижного звена — остова двигателя; движущегося вдоль оси цилиндра поршня, вместо которого на схемах обычно указывается центр головного соединения; вращающегося кривошипа (мотыля) OA коленчатого вала и шатуна, совершающего сложное движение в плоскости вращения вала.

        Рис. 4.2. Силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме

     Основными конструктивными параметрами КШМ являются:

радиус кривошипа R и постоянная механизма  где L — длина шатуна.

     Кривошипно-шатунный механизм во время работы двигателя подвергается действию сил: давления газов в цилиндр Р _г; инерции поступательно движущихся масс механизма P _j

     Давление газов р _г = Р _г/ F переменно по величине, закон его изменения определяется из индикаторной диаграммы.

     Сила инерции, отнесенная к единице площади поршня составит

                        P _j = - т _п R w ² (cos j + l cos 2 j)

     Задаваясь рядом значений j, можно определить мгновенные значения P _jи по ним построить кривую сил инерции.

     Индикаторная диаграмма, построенная на основе расчета рабочего процесса, и кривая сил инерции дают зависимость Р _г и P _jот хода поршня.

     В результате совместного действия Р _г и P _jв КШМ появляется суммарная сила P _с = P _г + P _j. Кривая, характеризующая ее изменение за цикл, строится по точкам, получаемым суммированием ординат Р _г и P _j.

     Сила N, или нормальная сила, прижимает ползун крейцкопфа к его направляющей.

                                                     N = P l sin j                                           (1)

     Сила Р _ш, действующая по оси шатуна, сжимает его стержень. Перенесем Р _ш по линии ее действия в центр кривошипной шейки (точка А) и разложим на две составляющие:

· тангенциальную силу, касательную к окружности, описанной радиусом кривошипа R,

                                                                                          (2)

· и радиальную силу, направленную по радиусу кривошипа,

                                                                                              (3)

     На основании выражений (2) и (3) строим кривые Z и Т в функции угла поворота кривошипа.

     Снлы Т и T ’ образуют пару сил (с плечом R), момент которой, называемый крутящим моментом, приводит во вращение коленчатый вал:

где F — площадь поршня.

Дата добавления: 2018-10-15; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 473 | Нарушение авторских прав

Лучшие изречения:

Не будет большим злом, если студент впадет в заблуждение; если же ошибаются великие умы, мир дорого оплачивает их ошибки. © Никола Тесла
==> читать все изречения...

2538 - | 2233 -