Проектирование дизельного двигателя по прототипу Д 37М (стр. 4 из 5)

м/с²,

м/с².

3 Динамический расчет двигателя

3.1 Сила давления газов

Во время работы двигателя на кривошипно-шатунный механизм действуют силы давления газов и силы инерции. Силы инерции масс кривошипно-шатунного механизма, движущихся с переменными по величине и направлению скоростями, возникают на всех режимах работы двигателя и для ряда деталей являются основными расчетными силами.

Для определения характера изменения сил по углу поворота коленчатого вала их величины определяют для ряда отдельных положений вала, обычно через каждые 30^о.

Поправка по методу Брикса:

Сила давления газов на поршень, Н

, (67)

где

– давление газов в цилиндре, МПа;

– давление окружающей среды, МПа;

– площадь поршня, м², м²

Н

3.2 Приведение масс кривошипно-шатунного механизма

Масса возвратно-движущихся частей m на основании сделанного выше допущения представляется суммой

, (68)

где

- масса поршневого комплекта, кг;

- масса шатуна, сосредоточенная в верхней головке и совершающая возвратно-поступательное движение, кг.

Масса неуравновешенных вращающихся частей равна:

, (69)

где

- неуравновешенная и редуцированная на радиус r масса одного колена (часть щек шатунной шейки коленчатого вала);

- масса шатуна, сосредоточенная в нижней головке и совершающая вращательное движение.

кг/м², кг;

кг/м², кг;

кг/м², кг.

При расчетах массы можно принять:

кг,

кг

Масса возвратно-движущихся частей

кг

Масса неуравновешенных вращающихся частей равна:

кг

3.3 Силы инерции

Силы инерции, действующие в кривошипно-шатунном механизме, в соответствии с характером движения приведенных масс на силы инерции поступательного движущихся масс

и центробежной силы инерции вращающихся масс .

Сила инерции от возвратно-поступательно движущихся масс определяется

, (70)

или

. (71)

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н.

Неуравновешенные вращающиеся части дают центробежную силу инерции

(72)

Н

3.4 Суммарные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме

Суммарные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме, определяются путем алгебраического сложения газовых сил и сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс.

. (73)

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н

Сила Т, направленная по касательной к траектории центра шейки кривошипа:

. (74)

Численное значение тригонометрической функции, входящей в уравнение тангенциальной силы Т, для различных λ и углов поворота коленчатого вала α приведены в таблице 4.

Таблица 4. Значение выражения

	Значение
	0	30	60	90	120	150	180	210	240	270	300	330	360
0,264	0	0,615	0,983	1,0	0,749	0,385	0	0,385	0,749	1,0	0,983	0,613	0
Знак	+	+	+	+	+	+	+	-	-	-	-	-	-

,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,

Н,