Сглаживание индикаторной диаграммы вблизи вмт в конце процесса сжатия и в начале процесса расширения

Задача заключается в определении ординаты точки с' р_c’ = 1,2р_c =1,21,98=2,38 МПа, соответствующей действительному значению давления в цилиндре в момент достижения ВМТ, а также положения точек “е” и "z_д " относительно ВМТ. Первая из них соответствует началу фазы видимого сгорания- _e=13 ПКВ; вторая - определяет момент достижения Рис.2. Индикаторная диаграмма действительного максимального давления p_zд после прохождения поршнем ВМТ _zд=12ПКВ.

На диаграмму наносится также момент искрового разряда в свече зажигания (точка f), что соответствует углу опережения зажигания _f=30 ПКВ.

Выбор фаз газораспределения

Фазы газораспределения выбираются такими же, которые характерны для двигателей того же типа, что и проектируемый, с тем же самым числом и расположением цилиндров и с примерно одинаковой средней скоростью поршня:

φ_а’= 25ПКВ – угол начала открытия впускного клапана до ВМТ;

φ_а’^,= 70ПКВ - угол запаздывания закрытия впускного клапана после НМТ;

φ_в’ =66ПКВ - угол опережения открытия выпускного клапана до НМТ;

φ_b’’ =31ПКВ – угол запаздывания закрытия выпускного клапана после ВМТ.

Диаграмма фаз газораспределения приведена на рис.2.

Скругление индикаторной диаграммы, выполненное по методу Ф.А.Брикса с учётом угловых положений характерных точек приведено на рис.2. Поправка, соответствующая отрезку – О₁О₂ диаграммы

Здесь λ =0,26 - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

Индикаторная диаграмма проектируемого двигателя приведена на рис.2.

Раздел 2. Динамический расчёт двигателя

2.1. Определение сил, нагружающих элементы кривошипно-шатунного механизма

В процессе работы двигателя на элементы КШМ, действуют следующие силовые факторы:

- сила давления газов P_г;

- сила инерции масс, совершающих возвратно-поступательное движение P_j;

- суммарная сила - P_= P_г+ P_j и её производные N= P_tg,

K= P_ ; T= P_ .

Все из перечисленных сил изменяются по времени (по углу поворота кривошипа ) и вызывают в элементах КШМ переменные напряжения, что может привести к их усталостным поломкам.

Для оценки усталостной прочности деталей от действия на них данной системы сил необходимо иметь их функциональные зависимости от времени (от угла поворота кривошипа ).

Таким образом, задачей настоящего раздела является определение:

P_г=f(), P_j= С f₁(), P_= P_г+ P_j, N= P_ f₂(), S= P_{ ______}

K= P_ f₃(),T= P_ f₄().

Здесь f₁()= (cos+cos2), f₂()=tg, f₃()= , f₄()= ,

C= -m_jr², =arcsin(sin).

Диаграмма газовой силы Pг, в функции угла поворота кривошипа

Сила давления газов на поршень P_г = (p_г – p₀) F_п = pF_п,

где p=( p_г – p₀) –перепад давления на поршне; p_Г – абсолютное давление газов по индикаторной диаграмме в данной фазе рабочего цикла.

Процедура определения p=р(), который представляет собой удельную (приходящую на единицу площади поршня F_п) газовую силу P_г, сводится к перестроению индикаторной диаграммы двигателя из координат p – S в координаты p - . Для этого использовался графоаналитический метод А.Ф. Брикса.

Под индикаторной диаграммой из точки О₁, соответствующей половине хода поршня, строят вспомогательную полуокружность радиусом S/(2 m_s). Затем от центра полуокружности в сторону НМТ откладывается поправка А.Ф.Брикса в виде отрезка О₁О₂ == . Полуокружность из центра О₂ делят лучами с интервалом 30. Из точек пересечения лучей с полуокружностью проводят вертикальные линии до пересечения с линиями давлений на индикаторной диаграмме. Отрезки вертикалей от линии атмосферного давления до соответствующих линий на индикаторной диаграмме отображают перепад давления p на поршне в данной фазе рабочего цикла. Для построения развернутой диаграммы p=f() на индикаторной диаграмме в координатах p – S фиксировались ординаты в мм чертежа, соответствующие совокупности угловых положений кривошипа от 0 до 720 через каждые 30. В интервале от 360 до 390 ординаты определялись через 10. Результаты определенияp=f() приведены в таблице 3.