Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

СИЛЫ ДАВЛЕНИЯ ГАЗОВ

Сила давления газов в цилиндре в зависимости от хода поршня опре-

деляются из индикаторной диаграммы в координатах p-v, построенной по

данным расчета цикла двигателя: a – конец

такта впуска; ac – такт сжатия; с’z – такт сго-

рания; zb – расширения; br – выпуска; z –

теоретическая точка конца сгорания; z д –

действительная точка конца сгорания (рис.

22).

Действующая по оси цилиндра сила

давления газов P г на поршень определяется

по формуле

P г = (p г − p 0) F п, (33)

где р г – давление газов в цилиндре {давление

над поршнем), МПа; p 0 – давление под

поршнем, т. е. давление в картере двигателя

(для четырехтактных двигателей с вентиля-

цией картера принимается равным атмо-

сферному давлению, а для двухтактных дви-

гателей с кривошипно-камерной продувкой равным давлению продувки),

МПа; F п – площадь поршня (поперечного сечения цилиндра), м2.

Поскольку давление газов в цилиндре р г является величиной перемен-

ной, то сила давления газов P г представляет переменную величину

P г = f (s п) или P г = f (ϕ).

Развернутая индикаторная диаграмма в соответствующем масштабе

представляет график выражения (33), т. е. график силы давления газов в

зависимости от угла поворота кривошипа P г = f (ϕ). Она строится с ис-

пользованием, например, программ Microsoft Excel или разработанной на

кафедре программы Dinn. Такая диаграмма необходима для динамического

расчета двигателя, а также для расчета на прочность его деталей.

Динамические нагрузки на детали КШМ обусловливаются совмест-

ным действием сил давления газов на поршень и сил инерции возвратно-

поступательно движущихся масс. Поэтому динамический расчет двигателя

на расчетном режиме его работы производится исходя из действия сум-

Рис. 22. Индикаторная диа-

Грамма бензинового двига-

Теля

марных сил. Исходной при этом является суммарная сила Ps, действую-

щая на поршневой палец вдоль оси цилиндра, которая представляет алгеб-

раическую сумму сил P г и Pj:

Ps = P г + Pj.

Построение графика изменения суммарной силы Ps по углу поворота

коленчатого вала φ можно производить графическим суммированием со-

ответствующих ординат графиков сил P г = f (ϕ) и Pj = f (ϕ). Обычно

строят графики удельных сил (в МПа), действующих в кривошипно-

шатунном механизме: отношение величины силы к площади поршня F п

(Н/м2). Это позволяет сравнивать нагрузки для двигателей, имеющих раз-

личные значения D и S. На рис. 22 приведены графики удельных сил

г п

'г

p = P F; п

p ' P F j = j и п

p ' P F s = s для бензинового двигателя на режи-

ме максимальной мощности.

Силы давления газов P г и Pj считается приложенными к оси поршне-

вого пальца и имеют положительный знак, если они направлена к оси

кривошипа, и отрицательный знак, если они направлена в

противоположную сторону (что для P г имеет место лишь при давлении

газов в цилиндре меньше p 0).

За расчетные режимы в соответствии с обеспечением условий проч-

Рис. 22. Графики удельных сил p г

’, pj