Расчет авиационного поршневого двигателя (стр. 3 из 8)

В звездообразных двигателях при одинаковой длине прицепных шатунов всегда минимальным получается радиус прицепа шатунов, которые работают в цилиндрах, противоположных главному. Для семицилиндровых двигателей – это 4-й и 5-й цилиндры. Длину прицепного шатуна определяем по формуле:

где

- угол между плоскостью симметрии главного шатуна и r_min.

Радиус остальных прицепов находим по формуле:

, где

Результаты расчета сводим в таблицу 1

Таблица 1 Радиусы прицепов шатунов

	1	2	3
	0,078	0,79	0,076

2.3 Разнос масс КШМ с прицепными шатунами

1. Каждый прицепной шатун заменяют двумя массами, одна из которых

сосредотачивается на оси поршневого пальца, а другая

– на оси прицепного шатуна.

2. Под “приведенным” главным шатуном (рисунок 3) понимают собственно главный шатун плюс массы пальцев прицепных шатунов

и массы

, сосредоточенные на осях этих пальцев. Обозначим

;

. Приведенный главный шатун заменяем массами М_ПШ, сосредоточенной на оси поршневого пальца, и

, сосредоточенной на оси шатунной шейки. Величины

определяем из формул:

Рисунок 3 – Схема приведения масс главного шатуна.

3. Приведенная масса поступательно-движущихся частей.

Эта масса различна в цилиндрах с главным шатуном и с прицепным.

В цилиндре с прицепным шатуном

где

– масса комплекта поршня;

– часть массы прицепного шатуна, отнесенная к оси поршневого пальца.

В цилиндре с главным шатуном

4. Приведенная масса вращательно-движущихся частей

где

- масса вращательно-движущихся частей;

- часть массы шатуна;

– приведенная масса кривошипа.

2.4 Силы инерции

Силы инерции поступательно-движущихся масс переменны по величине и направлению и действуют по осям цилиндров. Силу инерции в цилиндре с главным шатуном находят из уравнения:

а силу инерции в цилиндре с прицепным шатуном – из уравнения:

где

- ускорения масс

Силы инерции вращательно-движущихся масс находят по формулам:

Силы

, постоянные по модулю, приложены к оси шатунной шейки и направлены по радиусу кривошипа.

2.5 Построение верхней петли индикаторной диаграммы

Согласно принятым ранее допущениям считаем, что в такте наполнения и выхлопа разность абсолютных давлений в цилиндре и картере равна нулю. Абсолютные давления в тактах сжатия и расширения меняются по политропам. Сгорание происходит при постоянном объеме. В конце сгорания давление составляет 0.85 от расчетного. Расширение заканчивается скачкообразным падением давления в НМТ от расчетного

до давления в картере

Таким образом, расчету подлежат только давления в ходе расширения и сжатия, определяемые по формуле:

где

- давление в НМТ;

– полный объем цилиндра,

– текущий объем над поршнем,

где

– показатель политропы (в процессе сжатия

, в процессе расширения

). После подстановки получим:

Вычисления выполнены с помощью пакета Microsoft EXCEL, полученные данные занесены в таблицу 1

Таблица 1 – Давления и объемы в ходе расширения и сжатия

Сжатие			Расширение

180	89267	0,00312	360	1119735	0,00048
190	86819	0,00318	370	862225	0,00058
200	80365	0,00337	380	488627	0,00089
210	72102	0,00365	390	273784	0,00136
220	64068	0,00399	400	167575	0,00196
230	57477	0,00432	410	113280	0,00261
240	52823	0,00460	420	83752	0,00327
250	50251	0,00477	430	66934	0,00386
260	49855	0,00480	440	57259	0,00433
270	51896	0,00466	450	52023	0,00465
280	57000	0,00435	460	49884	0,00480
290	66478	0,00388	470	50197	0,00478
300	82961	0,00329	480	52692	0,00461
310	111869	0,00264	490	57271	0,00433
320	164913	0,00198	500	63797	0,00400
330	268448	0,00138	510	71794	0,00367
340	477973	0,00090	520	80081	0,00338
350	847071	0,00059	530	86642	0,00319
360	1119735	0,00048	540	89265	0,00312

2.6 Суммарная сила, действующая на поршень

Под суммарной силой, действующей на поршень, понимают сумму газовой силы и силы инерции

где

- сила давления газов на поршень,

- абсолютное давление в цилиндре,

- абсолютное давление в картере,

- сила инерции поступательно-движущихся масс.