Определение сил и моментов, действующих в кривошипно-шатунном механизме (КШМ) двигателя, необходимо для расчета деталей на прочность, определения основных размеров подшип­ников, оценки уравновешенности, а также для сравнения его нагруженности с аналогичными серийно-вьшускаемыми двигате­лями.

Схема сил, действующих на детали КШМ двигателя приведена на рис.5. За время совершения полного рабочего цикла силы из­меняются по величине и направлению в зависимости от угла по­ворота кривошипа коленчатого вала.

В данном проекте значения действующих сил определяются для ряда последовательных положений поршня в течение рабочего процесса при заданной угловой скорости коленчатого вала и но­минальной мощности дизеля.

Расчет сил, действующих в кривошипно-шатунном механизме, ведется с использованием программы, разработанной студентом для построения индикаторной диаграммы. С этой целью в блок-схему программы (рис. 4.) вставляются дополнительные блоки с уравнениями сил, действующих в КШМ.

Рекомендуется следующий порядок расчета сил.

Задаются геометрическими размерами шатуна и радиуса кривошипно-шатунного механизма. Радиус кривошипа (R) коленчатого ва­ла определяется по величине хода поршня (S).

Длину шатуна L определяют, выбирая отношение в пределах 0,2  0,3. Меньшие значения относят­ся к двигателям средней быстроходности = 0,2 - 0,25, а большие значения = 0,25 - 0,3 - к быстроходным.

В двухтактных двигателях с противоположно-движущимися поршнями (ПДП) величина  может быть уменьшена до 0,18.

Исходными данными и уравнениями при расчете сил являются силы воздействия избыточного давления газа на поршень:

, Н (58)

где FП - площадь поршня, м2;

Рц, Р0 - давление рабочего тела в цилиндре и барометри­ческое давление, Па.

Силы инерции поступательно-движущихся масс поршня и шатуна вдоль оси цилиндра определяются по формуле:

, Н (59)

где mпд - масса поступательно-движущихся частей, кг;

а - ускорение поршня, м/с2;

w - угловая скорость вращения коленчатого вала, рад/с.

В соответствии с условиями работы и характеристикой дизеля студент выбирает материал поршня и по табл. 6 удель­ную величину массы поступательно-движущихся частей КШМ.

Таблица 6.

Соответственно масса поступательно-движущихся частей КШМ будет:

, кг

Суммарная сила, действующая на палец вдоль оси цилиндра, рассчитывается по формуле:

, Н (60)

Нормальная составляющая от разложения силы РS направлена перпендикулярно к оси цилиндра и определяется по формуле:

Оценка протяженности зоны теплового воздействия при горении заводского здания
Протяженность зоны теплового воздействия при горении зданий оценивается по формуле: где плотность потока собственного излучения пламени пожара - L – длина объекта горения, L = 15 м; H – высота объекта горения, H = 40 м Полученные значения в зависимости от плотности теплового потока q, представлены ...

Основные мероприятия по охране труда и технике безопасности при грузовых перевозках и выполнении погрузочно-разгрузочных работ
Соблюдение правил техники безопасности обусловлено предотвращения травм, и заболеваний работающих. Общие требования к технике безопасности сформулированы в Системе стандартов безопасности труда (ССБТ). Требования по охране труда, обязательные для исполнения при организации и осуществлении перевозок ...

Прочие расходы
Прочие затраты, относящиеся к элементу «Материалоемкость», рассчитываются по фактическим затратам предприятия, уменьшенным на величину затрат, относящихся к заработной плате, амортизации пассивной части основных фондов, энергозатрат, налога на транспорт и страхового тарифа. Норматив прочих расходов ...