Динамический расчёт. Исходные данные.

Исходные данные для двигателя КамАЗ 740.30 представлены в нижеследующей таблице:

Параметр	Описание	Значение	Размерность
Dц	Диаметр цилиндра	120	мм
Sp	Ход поршня	120	мм
n	Обороты двигателя	2200	мин-1
Me	Крутящий момент	828,6	Н·м
i	Число цилиндров	8	-
pa	Давление в точке а	0,1588	МПа
pc	Давление в точке с	3,68	МПа
pz	Давление в точке z	5,52	МПа
pb	Давление в точке b	0,3993	МПа
pr	Давление в точке r	0,162	МПа
n1	Показатель политропы сжатия	1,365	-
n2	Показатель политропы расширения	1,26	-
η	Механический КПД	0,818	-
λ	Отношение радиуса кривошипа к длине шатуна	0,265	-
ε	Степень сжатия	16	-
δ	Степень последующего расширения	8,04	-

Определение сил давления газов.

Для этого определяют давление газов, которое воспринимается днищем поршня, обычно используют выражение:

,

где р_i – давление рабочего тела, МПа;

р₀ – атмосферное давление, МПа.

На основе представленной формулы вычисляются соответствующие значения давлений газа. Результаты этих расчетов сведены в таблицу 2, на основе которой построена развернутая индикаторная диаграмма.

Определение сил инерции.

Для определения инерционных сил, которые возникают при работе двигателя, необходимо определить массу движущихся деталей. Для расчетов обычно используют массы деталей, приведенные к площади поршня. Приведенную массу деталей выбирают на основе данных по аналогичным деталям подобных двигателей.

В нашем случае примем удельную массу поршня =260 кг/м² , удельную массу шатуна =300 кг/м², а удельную массу неуравновешенных частей одного колена вала без противовесов =320 кг/м².

На основе принятых данных определим значение инерционных сил, действующих на поршневой палец:

,

где – удельная масса деталей КШМ, совершающих возвратно-поступательные движения при работе двигателя, кг/м².

Тогда, изменение инерционных сил в зависимости от угла поворота коленчатого вала двигателя пропорционально ускорению поршня.

Из графика изменения ускорения поршня видно, что его числовое значение изменяется в пределах от 0 до 180 град. поворота коленчатого вала. Следовательно, изменение силы инерции в течение рабочего цикла достаточно определить только в этом интервале.

Разобьем данный интервал с шагом 30 град, и определим значения инерционной силы в этих точках:

• при φ=0º (точка 0):

МПа;

• при φ=30º (точка 1):

МПа;

• при φ=60º (точка 2):

МПа;

• при φ=90º (точка 3):

МПа;

• при φ=120º (точка 4):

МПа;

• при φ=150º (точка 5):

МПа;

• при φ=180º (точка 6):

МПа.

Значения инерционной силы симметричны относительно угла 180 град. Остальные значения инерционной силы представлены в таблице 2.

Центробежная сила инерции вращающихся масс одного шатуна определяется по формуле:

кН,

где – масса шатуна, сосредоточенная на оси кривошипа, кг.

Центробежная сила инерции вращающихся масс кривошипа определим по формуле:

кН,

где – масса неуравновешенных частей одного колена вала без противовесов, кг. Центробежная сила инерции вращающихся масс, действующая на кривошип равна сумме центробежных сил инерции:

кН.