Проектирование и исследование механизмов двухцилиндрового ДВС (стр. 2 из 7)

Определим, из условия равенства элементарных работ (мощностей) приведенного момента и приводимых сил, приведенный момент от сил давления газов и сил тяжести звеньев для группы Ассура II₂²(2,3)(цилиндр С):

Для первого положения механизма:

1,4 кН·м

Расчеты показывают, что влияние сил веса звеньев на значение приведенного момента незначительно ( <<2%) и им можно пренебречь. Учитывая также, что угол между вектором силы и вектором скорости точки приложения этой силы всегда равен 0° или 180°, расчетная формула для определения приведенного момента сил, действующих на группу Ассура II₂²(2,3), окончательно запишется:

.

Выполним расчет

для двенадцати положений механизма, данные сведем в таблицу 1.

Приведенный момент инерции

звеньев второй группы механизма, к которым относятся все звенья, кроме первого, определяется на основании равенства кинетической энергии звена приведения и приводимых звеньев:

Для первого положения механизма:

= 0,2482 кг/м²

Выполним расчет

для двенадцати положений механизма, данные сведем в таблицы 2, 3.

По результатам табличных расчетов строим графики:

Масштаб графика

по оси абсцисс при базе графика х = 300 мм равен:

µ_φ = 2π/х = 6,28/300 = 0,0209 рад/мм.

Аналогично для графика

:

µ_φ = 2π/х = 6,28/300 = 0,0209 рад/мм.

Таблица 1

Обозначение параметра	Положение механизма
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
, мм	87	37	10	4	1	0,2	0,1	-0,1	-0,2	-1	-4	-18
µр’, кН/мм	0,63
	55	23	6	2,5	0,6	0,1	0,06	-0,06	-0,1	-0,6	-2,5	-11
l1, м	0,1
pb, мм	50
pc, мм	0	31	49	50	37,5	19	0	19	37,5	50	49	31
pc/pb	0	0,62	0,98	1	0,75	0,38	0	0,38	0,75	1	0,98	0,62
, кН·м	0	1,43	0,59	0,25	0,05	0,004	0	-0,002	-0,008	-0,06	-0,25	-0,68

Масштабы по осям ординат приняты с учетом желаемых максимальных ординат:

µ_J = 0,0032 (кг·м²)/мм; µ_м = 0,02 (кН·м)/мм.

График приведенного момента

от сил давления газов в цилиндре Е строится на основании циклограммы, из которой следует, что рабочий процесс в цилиндре Е по отношению к процессу в цилиндре С сдвинут на 180° угла поворота кривошипа.

Основное условие установившегося движения – сумма работ всех внешних сил и моментов за цикл движения равна нулю, т.е. работа движущих сил Р_д3 и Р_д5 за цикл по величине равна работе сил сопротивления: |А_д|_ц = |А_с|_ц.

Работа движущих сил за цикл пропорциональна площади f_д (мм²) под кривыми

и . Работа сил сопротивления за цикл, поскольку , равна:

.

Таблица 2

Обозначение параметра	Положение механизма
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
m2=m4, кг	15
l1, м	0,1
pb=pd, мм	50
pS2, мм	31	38	48	50	49	35	31	35	44	50	48	38
(pS2/pb)2	0,38	0,58	0,92	1	0,96	0,49	0,38	0,49	0,77	1	0,92	0,58
кг·м2	0,057	0,087	0,138	0,15	0,144	0,074	0,057	0,074	0,116	0,15	0,138	0,087
JS2=JS4, кг·м2	0,22
l2=l4, м	0,4
(l1/l2)2=(l1/l4)2	0,0625
bc, мм	50	44	26	0	26	44	50	44	26	0	26	44
(bc/pb)2	1	0,77	0,27	0	0,27	0,77	1	0,77	0,27	0	0,27	0,77
, кг·м2	0,0138	0,0106	0,0037	0	0,0037	0,0106	0,0138	0,0106	0,0037	0	0,0037	0,0106
m3=m5, кг	12

Следовательно:

Мощность, снимаемая с вала кривошипа при установившемся режиме работы (без учета механического к.п.д.):

Таблица 3

Обозначение параметра	Положение механизма
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
pc, мм	0	31	49	50	37,5	19	0	19	37,5	50	49	31
(pc/pb)2	0	0,38	0,96	1	0,56	0,14	0	0,14	0,56	1	0,96	0,38
, кг·м2	0	0,0456	0,1152	0,12	0,0672	0,0168	0	0,0168	0,0672	0,12	0,1152	0,0456
pS4, мм	31	35	44	50	48	38	31	38	48	50	44	35
(pS4/pd)2	0,38	0,49	0,77	1	0,92	0,58	0,38	0,58	0,92	1	0,77	0,49
, кг·м2	0,057	0,074	0,116	0,15	0,138	0,087	0,057	0,087	0,138	0,15	0,116	0,074
ed, мм	50	44	26	0	26	44	50	44	26	0	26	44
(ed/pd)2	1	0,77	0,27	0	0,27	0,77	1	0,77	0,27	0	0,27	0,77
, кг·м2	0,0138	0,0106	0,0037	0	0,0037	0,0106	0,0138	0,0106	0,0037	0	0,0037	0,0106
ре, мм	0	19	37	50	49	31	0	31	49	50	37	19
(рe/pd)2	0	0,14	0,55	1	0,96	0,38	0	0,38	0,96	1	0,55	0,14
, кг·м2	0	0,0168	0,066	0,12	0,1152	0,0456	0	0,0456	0,1152	0,12	0,066	0,0168
, кг·м2	0,1416	0,2446	0,4426	0,54	0,4718	0,2446	0,1416	0,2446	0,4438	0,54	0,4426	0,2446

По величине

строим график , а затем алгебраическим суммированием график суммарного приведенного момента .

Строим график суммы работ

методом графического интегрирования графика . Масштаб ординат графика суммы работ: