Диаметр цилиндра, мм | Д = 820 |
Ход поршня, мм | S = 3375 |
Число цилиндров | Z = 7 |
Порядок работы цилиндров | 1-6-3-4-5-2-7 |
Индикаторная мощность двигателя, кВт | Ni = 46143,5 |
Эффективная мощность двигателя, кВт | Nэф = 39222 |
Частота вращения двигателя, об/мин | n = 81 |
Угловая скорость вращения вала двигателя | 8,48 1/с |
Площадь поршня, м2 | pД2/4 = 0,528 |
Радиус кривошипа коленчатого вала двигателя, м | R = S/2 = 1,688 |
Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна | l = 0,25 |
Поправка Брикса. мм | 001 = R2/2L = 210,94 |
Среднее индикаторное давление, МПа | Pi = 1,75 |
Средняя скорость поршня, м/с | Сm = nS/30000 = 9,1 |
Угол заклинки кривошипов, град | jo = 360/7=51,4о |
Масштаб ординат индикаторной диаграммы, мм/МПа | Мр = 15 |
Масштаб абсцисс индикаторной диаграммы, мм/мм | Мv = 18,2729 |
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 * Мр = 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 pg 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 pg будет иметь отрицательное значение.