1.3. Динамика кшм.
Рис.1. 5 Схема действия сил в КШМ.
Площадь поршня:
(2.1)
По таблице 8.1 (стр. 166, [1]) с учетом диаметра цилиндра, отношения S/D, V-образного расположения цилиндров и достаточно высокого pz выбираем: m'п = 300 кг/м2, m'ш = 400 кг/м2, m'к = 400 кг/м2.
Приближенно массу частей кривошипно-шатунного механизма можно рассчитать по формулам:
(2.2)
С
(2.3)
илы инерции:
С
(2.4)
илы давления газа:
С
(2.5)
уммарные силы:
Н
(2.6)
ормальная сила:
С
(2.7)
ила, действующая вдоль шатуна:
Силу S раскладываем на две силы:
-сила, направленная по радиусу кривошипа:
(2.8)
-тангенциальная сила, направленная по касательной к окружности радиуса кривошипа:
(2.9)
По величине Т определяем крутящий момент одного цилиндра (кН*м):
(2.10)
Пример расчета при 20˚:
Силы К, Т, РΣ, Рj, N, S и Мкр при других положениях КВ приведены в таблице 1.2 и рисунках 1.6,1.7,1.8 и 1.9.
Рис.1. 6 Зависимость сил РГ, Pj, PΣ от угла поворота КВ.
Рис.1. 7 Зависимость сил N и S от угла поворота КВ.
Рис.1. 8 Зависимость сил K и T от угла поворота КВ.
Рис.1. 9 Зависимость крутящего момента Мкр от угла поворота КВ.
Т
аблица
1.2.
φ,˚ |
Pг'',МПа |
Pг,кН |
Pj,кН |
Pсум,кН |
S,кН |
N,кН |
K,кН |
T,кН |
Mкр,кН*м |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
0 |
0,100 |
1,018 |
-14,493 |
-13,475 |
-13,475 |
0,000 |
-13,475 |
0,000 |
0,000 |
10 |
0,090 |
0,905 |
-14,122 |
-13,217 |
-13,231 |
-0,687 |
-12,887 |
-2,974 |
-0,202 |
20 |
0,088 |
0,887 |
-13,038 |
-12,152 |
-12,213 |
-1,252 |
-10,997 |
-5,335 |
-0,363 |
30 |
0,088 |
0,887 |
-11,327 |
-10,441 |
-10,556 |
-1,577 |
-8,248 |
-6,588 |
-0,448 |
40 |
0,088 |
0,887 |
-9,121 |
-8,234 |
-8,391 |
-1,614 |
-5,270 |
-6,530 |
-0,444 |
50 |
0,088 |
0,887 |
-6,585 |
-5,699 |
-5,853 |
-1,334 |
-2,639 |
-5,226 |
-0,355 |
60 |
0,088 |
0,887 |
-3,902 |
-3,015 |
-3,121 |
-0,805 |
-0,811 |
-3,012 |
-0,205 |
70 |
0,088 |
0,887 |
-1,251 |
-0,364 |
-0,379 |
-0,106 |
-0,025 |
-0,378 |
-0,026 |
80 |
0,088 |
0,887 |
1,207 |
2,094 |
2,190 |
0,641 |
-0,266 |
2,173 |
0,148 |
90 |
0,088 |
0,887 |
3,345 |
4,231 |
4,430 |
1,316 |
-1,316 |
4,231 |
0,288 |
100 |
0,088 |
0,887 |
5,079 |
5,966 |
6,240 |
1,825 |
-2,834 |
5,560 |
0,378 |
110 |
0,088 |
0,887 |
6,375 |
7,262 |
7,560 |
2,113 |
-4,466 |
6,100 |
0,415 |
120 |
0,088 |
0,887 |
7,247 |
8,133 |
8,418 |
2,172 |
-5,945 |
5,962 |
0,405 |
130 |
0,088 |
0,887 |
7,747 |
8,634 |
8,867 |
2,020 |
-7,097 |
5,310 |
0,361 |
140 |
0,088 |
0,887 |
7,960 |
8,846 |
9,014 |
1,734 |
-7,891 |
4,361 |
0,297 |
150 |
0,088 |
0,887 |
7,983 |
8,869 |
8,967 |
1,339 |
-8,355 |
3,273 |
0,223 |
160 |
0,088 |
0,887 |
7,914 |
8,801 |
8,845 |
0,906 |
-8,581 |
2,156 |
0,147 |
170 |
0,088 |
0,887 |
7,836 |
8,723 |
8,732 |
0,454 |
-8,671 |
1,064 |
0,072 |
180 |
0,088 |
0,887 |
7,804 |
8,691 |
8,691 |
0,000 |
-8,691 |
0,000 |
0,000 |
190 |
0,089 |
0,893 |
7,836 |
8,730 |
8,739 |
-0,454 |
-8,677 |
-1,065 |
-0,072 |
200 |
0,091 |
0,914 |
7,914 |
8,828 |
8,873 |
-0,909 |
-8,608 |
-2,163 |
-0,147 |
210 |
0,094 |
0,950 |
7,983 |
8,933 |
9,031 |
-1,349 |
-8,415 |
-3,296 |
-0,224 |
220 |
0,099 |
1,005 |
7,960 |
8,965 |
9,135 |
-1,757 |
-7,997 |
-4,420 |
-0,301 |
230 |
0,106 |
1,082 |
7,747 |
8,829 |
9,068 |
-2,066 |
-7,258 |
-5,430 |
-0,369 |
240 |
0,115 |
1,189 |
7,247 |
8,436 |
8,731 |
-2,252 |
-6,167 |
-6,183 |
-0,420 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
250 |
0,128 |
1,335 |
6,375 |
7,711 |
8,027 |
-2,244 |
-4,742 |
-6,477 |
-0,440 |
260 |
0,146 |
1,536 |
5,079 |
6,615 |
6,919 |
-2,024 |
-3,142 |
-6,165 |
-0,419 |
270 |
0,170 |
1,815 |
3,345 |
5,160 |
5,402 |
-1,605 |
-1,605 |
-5,160 |
-0,351 |
280 |
0,205 |
2,209 |
1,207 |
3,416 |
3,573 |
-1,045 |
-0,434 |
-3,545 |
-0,241 |
290 |
0,256 |
2,777 |
-1,251 |
1,526 |
1,588 |
-0,444 |
0,105 |
-1,585 |
-0,108 |
300 |
0,330 |
3,616 |
-3,902 |
-0,286 |
-0,296 |
0,076 |
-0,077 |
0,285 |
0,019 |
310 |
0,442 |
4,888 |
-6,585 |
-1,698 |
-1,743 |
0,397 |
-0,786 |
1,557 |
0,106 |
320 |
0,615 |
6,840 |
-9,121 |
-2,281 |
-2,324 |
0,447 |
-1,460 |
1,809 |
0,123 |
330 |
0,876 |
9,796 |
-11,327 |
-1,532 |
-1,548 |
0,231 |
-1,210 |
0,966 |
0,066 |
340 |
1,400 |
15,721 |
-13,038 |
2,682 |
2,695 |
-0,276 |
2,427 |
-1,177 |
-0,080 |
350 |
1,900 |
21,375 |
-14,122 |
7,253 |
7,260 |
-0,377 |
7,072 |
-1,632 |
-0,111 |
360 |
2,168 |
24,407 |
-14,493 |
9,914 |
9,914 |
0,000 |
9,914 |
0,000 |
0,000 |
370 |
6,788 |
76,658 |
-14,122 |
62,536 |
62,598 |
3,252 |
60,972 |
14,071 |
0,957 |
380 |
5,292 |
59,734 |
-13,038 |
46,696 |
46,929 |
4,810 |
42,260 |
20,499 |
1,394 |
390 |
3,819 |
43,084 |
-11,327 |
31,757 |
32,106 |
4,795 |
25,088 |
20,038 |
1,363 |
400 |
2,736 |
30,829 |
-9,121 |
21,707 |
22,120 |
4,255 |
13,893 |
17,214 |
1,171 |
410 |
2,006 |
22,570 |
-6,585 |
15,985 |
16,416 |
3,740 |
7,401 |
14,658 |
0,997 |
420 |
1,521 |
17,094 |
-3,902 |
13,192 |
13,653 |
3,522 |
3,549 |
13,178 |
0,896 |
430 |
1,196 |
13,418 |
-1,251 |
12,167 |
12,666 |
3,541 |
0,840 |
12,641 |
0,860 |
440 |
0,973 |
10,897 |
1,207 |
12,104 |
12,661 |
3,704 |
-1,537 |
12,564 |
0,854 |
450 |
0,817 |
9,129 |
3,345 |
12,474 |
13,060 |
3,879 |
-3,879 |
12,474 |
0,848 |
460 |
0,705 |
7,865 |
5,079 |
12,943 |
13,539 |
3,961 |
-6,148 |
12,063 |
0,820 |
470 |
0,624 |
6,946 |
6,375 |
13,321 |
13,868 |
3,877 |
-8,193 |
11,190 |
0,761 |
480 |
0,550 |
6,107 |
7,247 |
13,354 |
13,821 |
3,565 |
-9,762 |
9,788 |
0,666 |
490 |
0,500 |
5,542 |
7,747 |
13,289 |
13,648 |
3,110 |
-10,923 |
8,173 |
0,556 |
500 |
0,470 |
5,202 |
7,960 |
13,162 |
13,412 |
2,580 |
-11,741 |
6,489 |
0,441 |
510 |
0,450 |
4,976 |
7,983 |
12,959 |
13,102 |
1,957 |
-12,207 |
4,782 |
0,325 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
520 |
0,400 |
4,411 |
7,914 |
12,325 |
12,387 |
1,269 |
-12,017 |
3,020 |
0,205 |
530 |
0,350 |
3,845 |
7,836 |
11,682 |
11,693 |
0,607 |
-11,612 |
1,425 |
0,097 |
540 |
0,264 |
2,875 |
7,804 |
10,679 |
10,679 |
0,000 |
-10,679 |
0,000 |
0,000 |
550 |
0,150 |
1,583 |
7,836 |
9,420 |
9,429 |
-0,490 |
-9,363 |
-1,149 |
-0,078 |
560 |
0,115 |
1,188 |
7,914 |
9,102 |
9,147 |
-0,937 |
-8,874 |
-2,230 |
-0,152 |
570 |
0,115 |
1,188 |
7,983 |
9,170 |
9,271 |
-1,385 |
-8,638 |
-3,384 |
-0,230 |
580 |
0,115 |
1,188 |
7,960 |
9,147 |
9,321 |
-1,793 |
-8,159 |
-4,510 |
-0,307 |
590 |
0,115 |
1,188 |
7,747 |
8,935 |
9,176 |
-2,091 |
-7,344 |
-5,495 |
-0,374 |
600 |
0,115 |
1,188 |
7,247 |
8,434 |
8,729 |
-2,252 |
-6,165 |
-6,182 |
-0,420 |
610 |
0,115 |
1,188 |
6,375 |
7,563 |
7,873 |
-2,201 |
-4,651 |
-6,353 |
-0,432 |
620 |
0,115 |
1,188 |
5,079 |
6,266 |
6,555 |
-1,918 |
-2,977 |
-5,840 |
-0,397 |
630 |
0,115 |
1,188 |
3,345 |
4,532 |
4,745 |
-1,409 |
-1,409 |
-4,532 |
-0,308 |
640 |
0,115 |
1,188 |
1,207 |
2,394 |
2,505 |
-0,733 |
-0,304 |
-2,485 |
-0,169 |
650 |
0,115 |
1,188 |
-1,251 |
-0,063 |
-0,066 |
0,018 |
-0,004 |
0,066 |
0,004 |
660 |
0,115 |
1,188 |
-3,902 |
-2,715 |
-2,810 |
0,725 |
-0,730 |
2,712 |
0,184 |
670 |
0,115 |
1,188 |
-6,585 |
-5,398 |
-5,544 |
1,263 |
-2,499 |
4,950 |
0,337 |
680 |
0,115 |
1,188 |
-9,121 |
-7,934 |
-8,084 |
1,555 |
-5,078 |
6,291 |
0,428 |
690 |
0,115 |
1,188 |
-11,327 |
-10,140 |
-10,251 |
1,531 |
-8,010 |
6,398 |
0,435 |
700 |
0,115 |
1,188 |
-13,038 |
-11,851 |
-11,910 |
1,221 |
-10,725 |
5,203 |
0,354 |
710 |
0,105 |
1,074 |
-14,122 |
-13,048 |
-13,061 |
0,678 |
-12,722 |
2,936 |
0,200 |
720 |
0,100 |
1,018 |
-14,493 |
-13,475 |
-13,475 |
0,000 |
-13,475 |
0,000 |
0,000 |
