Расчет сил, действующих на кривошипно-шатунный механизм
На поршень действуют силы давления газов Pг и силы инерции Pj от масс совершающих возвратно-поступательное движение, которые складываясь с учётом направления их действия, дают нам суммарную силу P1, т.е.
Значение берётся из индикаторной диаграммы, а Pj определяется по формуле:
Масса возвратно-поступательного движущихся частей включает массу поршневого комплекта (поршня, поршневых и стопорных колец и поршневого пальца) и часть массы шатуна. Обычно её определяют:
Величины масс или весов поршневого комплекта и шатуна выбираются по соответствующим значениям прототипов:
;
кг
Силы инерции подобно силам давления газов определят как нагрузку, действующую на 1 м2 днища поршня
Определяем силы инерции:
при φ = 0о;
при φ = 180о;
отнесённых к площади днища поршня Fn
В том же масштабе, что и давление газов на индукторной диаграмме от атмосферной линии с учетом знаков по вертикали dM откладываем Pjmax и по вертикале РК откладываем Pjmin. Соединяем прямой точки М и К. Из точки пересечения МК с атмосферной линией N откладываем перпендикуляр, на котором откладываем отрезок NR, равный величине
Соединяя точку R с М и К и продолжая построение подобно получения кривой ускоренья, получим кривую силы инерции Мα/К.
Построение развернутой диаграммы суммарных сил Р1, действующих на поршень
Развёрнутая диаграмма суммарных сил строится от угла поворота коленчатого вала на участке 720о для 4-х тактного двигателя и 360о для двухтактного.
На оси абсцисс 0-4 наносим шкалу с интервалом в 15о поворота коленчатого вала и масштабом µ=15о/1 см.
Принимаем за ось абсцисс кривую изменения сил инерции и делаем замеры раствором циркуля между кривой сил инерции и линией впуска на индикаторной диаграмме в точках пересечения поршня, соответствующих последовательности поворота коленчатого вала на каждые 15о построим суммарную Р1 по времени впуска. Осуществим замеры между линией сил инерции и линией сжатия, расширения и выпуска получим соответственно Р1 для процессов сжатия, рабочего хода и выпуска. При этом учитывается следующее правило знаков, направление силы к центру коленчатого вала считается положительным, от центра отрицательным. Масштаб сил Р1 остаётся без изменения масштаба сил давления газов на индикаторной диаграмме.