Тепловой и динамический расчет двигателя (стр. 5 из 6)
; 
.Рассчитываем для требуемых углов
значения P, N, S, K, T и заносим в таблицу 2.3.5 Расчет сил, действующих на шатунную шейку коленчатого вала
Аналитически результирующая сила, действующая на шатунную шейку рядного двигателя, Н:
, (83)где
- сила, действующая на шатунную шейку по кривошипу.Для угла поворота коленчатого вала
: 
Значения
вычисляем для требуемых и заносим в таблицу 2.Таблица 2 – Результаты вычисления сил, действующих в КШМ.
| φ,град | ∆pГ, МПа | PГ, Н | Pj , H | P, H | N, H | S, H | K, H | T, H | RШШ, Н |
| 0 | 0,02 | 130,012 | -16740,441 | -16610,430 | 0,000 | -16610,430 | -16610,430 | 0,000 | 27452,481 |
| 30 | -0,01 | -78,007 | -13272,162 | -13350,169 | -1681,963 | -13455,706 | -10720,604 | -8131,707 | 23045,016 |
| 60 | -0,01 | -78,007 | -5022,132 | -5100,139 | -1131,039 | -5224,048 | -1570,561 | -4982,370 | 13375,236 |
| 90 | -0,01 | -78,007 | 3348,088 | 3270,081 | 844,331 | 3377,325 | -844,331 | 3270,081 | 12135,278 |
| 120 | -0,01 | -78,007 | 8370,221 | 8292,214 | 1838,934 | 8493,673 | -5738,671 | 6261,801 | 17723,726 |
| 150 | -0,01 | -78,007 | 9924,074 | 9846,067 | 1240,488 | 9923,903 | -9147,188 | 3848,739 | 20356,386 |
| 180 | -0,01 | -78,007 | 10044,265 | 9966,258 | 0,000 | 9966,258 | -9966,258 | 0,000 | 20808,309 |
| 210 | -0,01 | -78,007 | 9924,074 | 9846,067 | -1240,488 | 9923,903 | -9147,188 | -3848,739 | 20356,386 |
| 240 | 0,01 | 71,506 | 8370,221 | 8441,727 | -1872,091 | 8646,819 | -5842,142 | -6374,704 | 17860,548 |
| 270 | 0,07 | 455,041 | 3348,088 | 3803,129 | -981,964 | 3927,855 | -981,964 | -3803,129 | 12420,592 |
| 300 | 0,23 | 1527,637 | -5022,132 | -3494,495 | 774,961 | -3579,394 | -1076,111 | 3413,802 | 12397,445 |
| 330 | 0,81 | 5265,474 | -13272,162 | -8006,688 | 1008,748 | -8069,983 | -6429,621 | 4876,945 | 17947,013 |
| 360 | 2,19 | 14249,282 | -16740,441 | -2491,159 | 0,000 | -2491,159 | -2491,159 | 0,000 | 13333,210 |
| 370 | 6,40 | 41636,247 | -16335,067 | 25301,180 | 1099,412 | 25325,055 | 24725,887 | 5476,214 | 14924,806 |
| 390 | 3,82 | 24871,238 | -13272,162 | 11599,076 | 1461,346 | 11690,770 | 9314,421 | 7065,101 | 7228,368 |
| 420 | 1,51 | 9835,385 | -5022,132 | 4813,253 | 1067,418 | 4930,191 | 1482,216 | 4702,108 | 10474,557 |
| 450 | 0,78 | 5096,459 | 3348,088 | 8444,547 | 2180,373 | 8721,491 | -2180,373 | 8444,547 | 15520,757 |
| 480 | 0,47 | 3100,779 | 8370,221 | 11471,000 | 2543,882 | 11749,688 | -7938,566 | 8662,236 | 20682,019 |
| 510 | 0,30 | 1995,680 | 9924,074 | 11919,753 | 1501,748 | 12013,982 | -11073,683 | 4659,325 | 22405,551 |
| 540 | 0,17 | 1137,602 | 10044,265 | 11181,867 | 0,000 | 11181,867 | -11181,867 | 0,000 | 22023,918 |
| 570 | 0,07 | 461,542 | 9924,074 | 10385,615 | -1308,465 | 10467,716 | -9648,439 | -4059,644 | 20888,774 |
| 600 | 0,04 | 175,516 | 8370,221 | 8545,736 | -1895,157 | 8753,355 | -5914,122 | -6453,246 | 17955,883 |
| 630 | 0,03 | 149,513 | 3348,088 | 3497,602 | -903,077 | 3612,308 | -903,077 | -3497,602 | 12254,846 |
| 660 | 0,03 | 149,513 | -5022,132 | -4872,619 | 1080,583 | -4990,999 | -1500,497 | 4760,103 | 13228,646 |
| 690 | 0,03 | 149,513 | -13272,162 | -13122,649 | 1653,298 | -13226,387 | -10537,898 | 7993,123 | 22825,254 |
| 720 | 0,02 | 130,012 | -16740,441 | -16610,430 | 0,000 | -16610,430 | -16610,430 | 0,000 | 27452,481 |
3.6 Построение графиков сил, действующих в КШМ
Графики изменения сил, действующих в КШМ, в зависимости от угла поворота кривошипа
строим в прямоугольной системе координат по данным таблицы 2.Все графики строим в масштабе
, а координатные сетки располагаем одну под другой. При этом на одной координатной сетке группируем несколько графиков: кривые 
и 
- на координатной сетке развернутой индикаторной диаграммы вместе с кривой 
, а кривые сил 
, 
и 
, 
-попарно.Построение графика
ведем как в прямоугольной системе координат, так и в виде полярной диаграммы с базовым направлением (полярной осью) по кривошипу.При построении полярной диаграммы из точки
по оси абсцисс вправо откладываются положительные силы , по оси ординат вверх - отрицательные силы . Плавная кривая, соединяющая точки с координатами ( ; ) в порядке нарастания (соответствующие значения указываем рядом с точкой), является искомой диаграммой.При построении графика
в прямоугольной системе координат по расчетным данным таблицы 2 минимальное и максимальное определяем по полярной диаграмме.Для определения положения среднего значения
на графике площадь ограниченную графиком и осями координат разделим на длину графика: 
. (84)3.7 Построение диаграммы износа шатунной шейки
На основании полярной диаграммы нагрузки на шатунную шейку коленчатого вала производим построение диаграммы износа. которая дает наглядное представление о характере износа шейки по окружности и позволяет определить местоположение масляного отверстия.
Для построения диаграммы износа проводим окружность, изображающую в произвольном масштабе шатунную шейку.
Дальнейшее построение осуществляем в предположении, что действие каждого вектора силы
распространяется на 
по окружности шейки в обе стороны от точки приложения силы.По диаграмме определяем угол
,определяющий положение оси масляного отверстия: 
Для упрощения расчета результирующих величин
составляем таблицу 3, в которую заносим значения сил , действующих по каждому лучу, и их сумму.Таблица 3 – Определение суммарных сил обуславливающих характер износа шатунной шейки.
| RШШi | Значения RШШi для лучей, (H) | |||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |
| RШШ 0 | 27452,481 | 27452,481 | 27452,481 | - | - | - | - | - | - | - | - | 27452,481 |
| RШШ 30 | 23045,016 | 23045,016 | 23045,016 | - | - | - | - | - | - | - | - | 23045,016 |
| RШШ 60 | 13375,236 | 13375,236 | 13375,236 | - | - | - | - | - | - | - | - | 13375,236 |
| RШШ 90 | 12135,278 | 12135,278 | - | - | - | - | - | - | - | - | 12135,278 | 12135,278 |
| RШШ 120 | 17723,726 | 17723,726 | - | - | - | - | - | - | - | - | 17723,726 | 17723,726 |
| RШШ 150 | 20356,386 | 20356,386 | - | - | - | - | - | - | - | - | 20356,386 | 20356,386 |
| RШШ 180 | 20808,309 | 20808,309 | 20808,309 | - | - | - | - | - | - | - | 20808,309 | 20808,309 |
| RШШ 210 | 20356,386 | 20356,386 | 20356,386 | - | - | - | - | - | - | - | - | 20356,386 |
| RШШ 240 | 17860,548 | 17860,548 | 17860,548 | - | - | - | - | - | - | - | - | 17860,548 |
| RШШ 270 | 12420,592 | 12420,592 | 12420,592 | - | - | - | - | - | - | - | - | 12420,592 |
| RШШ 300 | 12397,445 | 12397,445 | - | - | - | - | - | - | - | - | 12397,445 | 12397,445 |
| RШШ 330 | 17947,013 | 17947,013 | - | - | - | - | - | - | - | - | 17947,013 | 17947,013 |
| RШШ 360 | 13333,210 | 13333,210 | 13333,210 | - | - | - | - | - | - | - | 13333,210 | 13333,210 |
| RШШ 390 | - | - | - | - | - | - | - | - | 7228,368 | 7228,368 | 7228,368 | 7228,368 |
| RШШ 420 | 10474,557 | 10474,557 | - | - | - | - | - | - | - | - | 10474,557 | 10474,557 |
| RШШ 450 | 15520,757 | - | - | - | - | - | - | - | - | 15520,757 | 15520,757 | 15520,757 |
| RШШ 480 | 20682,019 | 20682,019 | - | - | - | - | - | - | - | - | 20682,019 | 20682,019 |
| RШШ 510 | 22405,551 | 22405,551 | - | - | - | - | - | - | - | - | 22405,551 | 22405,551 |
| RШШ 540 | 22023,918 | 22023,918 | 22023,918 | - | - | - | - | - | - | - | 22023,918 | 22023,918 |
| RШШ 570 | 20888,774 | 20888,774 | 20888,774 | - | - | - | - | - | - | - | - | 20888,774 |
| RШШ 600 | 17955,883 | 17955,883 | 17955,883 | - | - | - | - | - | - | - | - | 17955,883 |
| RШШ 630 | 12254,846 | 12254,846 | 12254,846 | - | - | - | - | - | - | - | - | 12254,846 |
| RШШ 660 | 13228,646 | 13228,646 | - | - | - | - | - | - | - | - | 13228,646 | 13228,646 |
| RШШ 690 | 22825,254 | 22825,254 | - | - | - | - | - | - | - | - | 22825,254 | 22825,254 |
| RШШ 720 | 27452,481 | 27452,481 | 27452,481 | - | - | - | - | - | - | - | 27452,481 | 27452,481 |
| ∑RШШi | 434924,3 | 419403,6 | 249227,7 | 7228,368 | 22749,13 | 276542,9 | 442152,7 | |||||
3.8 Построение графика суммарного крутящего момента двигателя