Модернизация системы охлаждения двигателя Газели (стр. 11 из 19)
4. КИНЕМАТИКА
1) Выбор λ и длины Lш шатуна.
В целях уменьшения высоты двигателя без значительного увеличения инерционных и нормальных сил отношение радиуса кривошипа к длине шатуна предварительно было принято в тепловом расчете λ=0.285. В соответствии с этим
мм (4.1)Построив кинематическую схему кривошипно-шатунного механизма (рис. 4.1), устанавливаем, что ранее принятые значения Lш и λ обеспечивают движение шатуна без задевания за нижнюю кромку цилиндра.
2) Перемещение поршня.
мм. (4.2)Расчет Sx производится аналитически через каждые 10є угла поворота коленчатого вала Значения для
при различных φ взяты из табл. 7.1 [1] и занесены в гр. 2 расчетной табл. 4.1.3) Угловая скорость вращения коленчатого вала
рад/с (4.3)4) Скорость поршня
м/с. (4.4)Значения для
взяты из табл. 7.2 [1] и занесены в гр. 4, а рассчитанные значения Vп – в гр. 5 табл. 4.1.5) Ускорение поршня
м/с2 (4.5)Значения для
взяты из табл. 7.3 [1] и занесены в гр. 6, а рассчитанные значения j – в гр. 7 табл. 4.1.Таблица 4.1
Кинематический расчет
| φє |  | Sx,мм |  | Vп, м/с |  | j, м/с2 | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |||||||
| 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 | 0 0.0195 0.0770 0.1696 0.2928 0.4408 0.6069 0.7838 0.9646 1.1425 1.3119 1.4679 1.6069 1.7264 1.8249 1.9017 1.9564 1.9891 2.0000 1.9891 | 0 44.3695 89.9926 | 0 0.2224 0.4336 0.6234 0.7831 0.9064 0.9894 1.0313 1.0335 1.0000 0.9361 0.8481 0.7426 0.6257 0.5025 0.3766 0.2504 0.1249 -0.0000 -0.1249 | 0 4.8207 9.3995 13.5136 16.9757 19.6476 21.4480 22.355322.4042 21.6770 20.2912 18.3842 16.0977 13.5635 10.8917 8.16345.4284 2.7077 -0.0000 -2.7077 | 1.2850 1.2526 1.1580 1.0085 0.8155 0.5933 0.3575 0.1237 -0.0942 -0.2850 -0.4415 -0.5603 -0.6425 -0.6923 -0.7166 -0.7235 -0.7214 -0.7170 -0.7150 -0.7170 | 13126 12796 11829 10302 8331 6061 3652 1264-962 -2911 -4510 -5724 -6563 -7072 -7320 -7391-7369 -7324 -7304 -7324 | |||||||
| 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 | 1.9564 1.9017 1.8249 1.7264 1.6069 1.4679 1.3119 1.1425 0.9646 0.7838 0.6069 0.4408 0.2928 0.1696 0.0770 0.195 0 | 89.9926 73.9162 | -0.2504 -0.3766 -0.5025 -0.6257 -0.7426 -0.8481 -0.9361 -1.0000 -1.0335 -1.0313 -0.9894 -0.9064 -0.7831 -0.6234 -0.4336 -0.2224 0.0000 | -5.4284 -8.1634 -10.8917 -13.5635-16.0977 -18.3842 -20.2912 -21.6770 -22.4042 -22.3553 -21.4480 -19.6476 -16.9757 | -0.7214 -0.7235 -0.7166 -0.6923 -0.6425 -0.5603 -0.4415 -0.2850 -0.0942 0.1237 0.3575 0.5933 0.8155 1.0085 1.1580 1.2526 1.2850 | -7369 -7391 -7320 -7072-6563 -5724 -4510 -2911 -962 1264 3652 6061 8331 | |||||||
5. ДИНАМИКА
5.1. Силы давления газов
Индикаторную диаграмму, полученную в тепловом расчете, развертывают по углу поворота кривошипа по методу Брикса.
Для этого под индикаторной диаграммой строят вспомогательную полуокружность радиусом R=S/2. От центра полуокружности (точка О) в сторону НМТ откладываем поправку Брикса равную
мм (5.1)где Мs=1мм в мм – масштаб хода поршня на индикаторной диаграмме.
Полуокружность делят лучами от центра О на несколько частей, а из центра Брикса (точка О¢) проводят линии, параллельные этим лучам. Точки, полученные на полуокружности, соответствуют определенным углам j (на лист 2 интервал между точками равен 30°). Из этих точек проводят вертикальные линии до пересечения с линиями индикаторной диаграммы и полученные величины давлений откладывают на вертикали соответствующий углов j. Развертку индикаторной диаграммы начинаем от ВМТ в процессе хода выпуска. При этом следует учитывать, что на свернутой индикаторной диаграмме давление отсчитывают от абсолютного нуля, а на развернутой показывают избыточное давление над поршнем ∆Pr= Pr - Po. Следовательно, давления в цилиндре двигателя, меньшие атмосферного, на развернутой диаграмме будут отрицательными. Силы давления газов, направленные к оси коленчатого вала, считаются положительными, а от коленчатого вала – отрицательными.
Масштабы развернутой диаграммы: давлений и удельных сил Мр=0.05 МПа в мм; полных сил Мр = МрFn=0.05·0.00679291=0.00034 МН в мм; угла поворота кривошипа Мj= 3° в мм, или
рад в мм (5.2)где ОВ=240 мм – длина развернутой индикаторной диаграммы.
По развернутой диаграмме через каждые 10° угла поворота кривошипа определяют значения ∆рг и заносят в гр.2 сводной таблицы 5.1 динамического расчета (в таблице 5.1 значения даны через 10°).
5.2 Приведение масс частей кривошипно-шатунного механизма
С учетом диаметра цилиндра, отношения S/D, рядного расположения цилиндров и достаточно высокого значения рz устанавливают следующие значения масс частей КШМ:
масса поршневой группы (для поршня из алюминиевого сплава принято mn¢ = 100 кг/м2)
кг; (5.3)масса шатуна (для стального кованного шатуна принято m¢ш = 150 кг/м2)
кг; (5.4)масса неуравновешенных частей одного колена вала без противовесов (для литого чугунного вала принято m¢к =140 кг/м2)