Исходные данные для расчета

    4.3 Расчет и графическое определение движущих сил Р g и Р j

     Производим построение развернутой индикаторной диаграммы в соответствии с масштабами, принятыми ранее. Развертка производится на 360°, так как двигатель двухтактный.

     За ось абсцисс принимаем атмосферную линию р ₀.

     После построения диаграммы необходимо разметить ось абсцисс на участки по 15°, причем эту разметку следует делать с учетом поправки Брикса.   Для этого на любом отрезке, который равен ходу поршня в принятом масштабе, делаем специальное построение.

     Радиусом R из центра О проводим полуокружность и вправо от центра О откладываем поправку Брикса, равную

где L —длина шатуна, т. е. расстояние (между осями голов ного и кривошипного подшипников.

     Перед тем как отложить величину   на оси абсцисс, ее необходимо перевести в горизонтальный масштаб диаграммы. Следует иметь в виду, что поправка Брикса откладывается вправо от центра на участках наполнения и расширена влево от центра на участках сжатия и выпуска.

     Затем от центра О' (проводим произвольным радиусом окружность 2 и делим ее c помощью транспортира или циркуля на двенадцать равных частей. Таким образом, каждый сектор будет равен 15°. Из того же центра О' проводим лучи до пересечения с окружностью 1 и из точек пересечения опускаем перпендикуляры на, ось абсцисс.

     Производим построение кривой сил инерции поступательно движущихся частей по способу Толле. По оси абсцисс откладываем в принятом масштабе ход поршня, полагая, что он равен отрезку АВ. Точка А соответствует ВМТ, а точка В — НМТ.

     Определяем величины сил инерции в ВМТ и НМТ:

     Где m = 2500 – 7000 кг/м² – масса, приходящая на единицу площади (стр. 243[1])

     Вследствие того что в полученных выражениях силы инерции имеют размерность МПа, переводим эти значения в вертикальный масштаб давлений (1 МПа = 15 мм/МПа) и, получив откладываем эти ординаты соответственно вверх и вниз от оси абсцисс.

     Ордината АС имеет знак минус и по правилам алгебры должна быть отложена вниз от точки A, однако для удобства дальнейшего графического суммирования ординат движущей силы и сил инерции следует откладывать отрезки АС и BD в противоположные стороны. Концы перпендикуляров соединяем прямой CD и от точки пересечения CD и АВ (точка Е) откладываем вниз по вертикали отрезок EF = 3 mR w ² l, МПа, предварительно переводя его в масштаб давлений.

                  EF = 3 * 7000 * 1,688 * 8,48² * 0,25 * М_р = 9,6 мм

     Точку F соединяем прямыми с точками С и D. Линии CF и FD делим на одинаковое число равных частей и одноименные точки соединяем тонкими прямыми. Через точки С и Д касательно к прямым, соединяющим одноименные точки, проводим плавную огибающую кривую, которая и будет являться кривой сил инерции поступательно движущихся частей проектируемого двигателя.

     Производим построение диаграммы движущих усилий.

     Построение сводится к наложению кривой Толле на развернутую индикаторную диаграмму. Наложение следует производить так, чтобы ордината АС всегда находилась в ВМТ.

     При любом значении угла поворота кривошипа от 0 до 360° величина движущей силы p_g будет определяться отрезком ординаты, заключенным между газовой кривой и кривой сил инерции поступательно движущихся частей.

     Знак движущей силы определяется следующим образом. Если острие вектора движущей силы расположить на кривой сил инерции, то движущая сила будет положительна, если направление совпадает с направлением движения поршня на данном участке диаграммы. Если направления вектора и движения поршня не совпадают, то сила p_g будет иметь отрицательное значение.