Рядный (центральный) КШМ (Рис.4.)состоит из кривошипа r (ОВ) и
шатуна Lш (АВ) при этом прямая по которой двигается точка А
(ось поршневого кольца) проходит через ось коленчатого вала О.
Поршень перемещается от ВМТ до НМТ и обратно.
Путь - Sх, скорость - υ и ускорение - j поршня определяются из выражений:
Sх = r·fs (
), м;
υх = r· 
fv (), м/с; 
(43)
jх = r· 
· fv (), м/с2 .
где: fs () = 1-cos 
+ 
); f υ() = sin + 
;
fj () = cos + 
.
 |
Sx
А
Lш
н.м.т.
В
 |
в.м.т.
рис. 4. Схема рядного (центрального) КШМ.
L (АВ) – шатун; r (ОВ) – радиус кривошип;
- угол отклонения оси шатуна от оси цилиндра;
- угол отклонения оси кривошипа от оси цилиндра.
r = 
- радиус кривошипа (для дизеля со встречно-движущими поршнями принимается ход поршня), м;
= 
- отношение радиуса кривошипа к длине шатуна;
= 2 
· n 
- угловая скорость вращения коленчатого вала,
Зависимости S, υ, j от угла поворота коленчатого вала 
определяются за один оборот вала (00 – 3600) через каждые 150.
Значение функций fs (), f υ (), fj () при заданном и известном вычисляются по приведенным выражениям или берутся
из приложении 1-3.
Расчет значений s, υ, j, от угла легче производить в табличной форме.
Таблица.2
Изменения значений Sх, υ и j от 
|
| Sх | υ | j |
| гр.п.к.в. | м | 
| 
|
| . | |||
| . | |||
Изменения пути, скорости и ускорения поршня от угла поворота коленчатого вала представляются на миллиметровой бумаге в виде графиков.
При построении графиков по оси абсцисс откладывают углы в масштабе 10 п.к.в. – 1 мм; на оси ординат откладывают в удобных для построения масштабах значения Sх, v, j и наносят соответствующие шкалы с делениями. Характер изменения пути, скорости и ускорения поршня приведен на рис.5.
| S |   v
|  J
| |||||||||||
|  S
| ||||||||||||
| v | |||||||||||||
| |||||||||||||
| J | |||||||||||||
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 п.к.в
Рис. 5. Характер изменения пути, скорости и ускорения от
угла поворота коленчатого вала.
Средняя скорость поршня.
υ m = 2·S·n, (44)
Расчет зависимостей s, v и j от угла поворота кривошипа может быть выполнен на ЭВМ.
4. Динамический расчет кривошипно-шатунного механизма
Детали шатунно-кривошипного механизма подвергаются действию сил давления газов внутри цилиндра, сил инерции поступательно и вращательно движущихся частей, сил трения на поверхностях относительного скольжения и сил сопротивлений со стороны потребителя энергии. 
Знание сил и моментов необходимо для расчёта деталей на прочность, анализа надёжности и долговечности узлов и деталей двигателя в эксплуатации, оценки уравновешенности двигателя, определения возможности возникновения недопустимых колебательных явлений и др.
При определении действующих сил и моментов целесообразно находить их удельные значения, т.е. отнесённые к 1 м2 площади поршня. Для определения величены полной силы или момента необходимо умножить удельную силу или момент на площадь поршня, выраженную в м2.
