Силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс

Силы при различной частоте вращения коленчатого вала

Равномерность крутящего момента и равномерность хода двигателя

7.34M

Category:

finance

Перемещение поршня

1.

Перемещение поршня
S1=r(1-cosφ) S2=(λr/4) (1-cos2φ)
s
s1
s2
0
В.М.Т.
90
180
Н.М.Т.
270
360
φо

2. Скорость поршня

w1=rωsinφ
w2=(λrω /2)(sin2φ)
w,м/с
18
w1
12
8
4
0
-4
-8
-12
w
w2
-18
0
90
180
270
360 φо

3. Ускорение поршня

j1=rω2cosφ
j
j,м/с2
8000
6000
j1
4000
2000
0
-2000
-4000
-6000
-8000
0
j2=λrω2cos2φ
j2
90
180
270
360 φо

4. Кинематика шатуна

β=arcsin(λsinφ)
sinβmax=± λ; βmax=12÷18o; ωш=dβ/dt;
cosβ(dβ/dt)= λcosφ(dφ/dt).
ωш=λω[(cosφ)/ (cosβ)]≈ λω cosφ
Угловое ускорение шатуна
εш=dωш/dt=(dωш/dφ) (dφ/dt)=
=ω(dωш/dφ).
εш=- λω2sinφ

6. Дезаксиальный КШМ

k=e/r –
относительный
дезаксаж.
A
A′
Sд
sд
φ1
A″
φ2
D
B0
B
C
ω
φ
E
O
e
A
A′
k=0,04÷0,20 – ось
цилиндра
e=1÷ (30-50) мм.
e=0,5÷ (3-5) мм –
ось поршневого
пальца
A″
ω
e

7.

sд E A E A (l r ) e r cos l cos
"
2
2
1
1
2
sд r 1 k cos cos
B C r sin l sin e
2

10. Приведение массы шатуна

Условия приведения:
1) Сумма всех заменяющих масс должна быть
равна массе шатуна
2) Общий центр тяжести всех заменяющих масс
должен совпадать с ц.т. шатуна и двигаться
по закону движения ц.т. шатуна
3) Сумма моментов инерции всех заменяющих
масс относительно оси, проходящей через
ц.т. шатуна должна быть равна моменту
инерции массы шатуна Iш относительно той
же оси
4) Угловое ускорение заменяющей системы во
вращательном движении по отношению к ее
ц.т. должно быть равно угловому ускорению
шатуна в том же движении

11. Приведение массы шатуна на 3 массы

A′
Массы m1, m2, m3 сосредоточены
в точках A′, B и D
Условия приведения
m1
l′
l
β
D
φ
O
m3
B
m2
1) mш= m1+m2+m3
2) m1l′=m2(l-l′)
3) Iш= m1 (l′)2+ m2(l-l′)2
Iш
Iш
m1 ; m2
;
l l
l-l l
Iш
m3 mш
l-l l

12. Приведение массы шатуна на 2 массы

A′
Массы m1, m2 сосредоточены
в точках A′, B
Условия приведения
m1
l′
l
β
D
φ
O
B
m2
1) mш= m1+m2
2) m1l′=m2(l-l′)
3) I1= m1 (l′)2+ m2(l-l′)2
l
l l
m1 mш
; m2 mш ;
l
l
l-l
I 1 mш
l

13. Приведение вращающихся масс

md –масса контура ahbdfc
mdr rω2 = md ρω2; mdr=md (ρ/r);
mr= mk+m2; mk=mI+2mdr

14. Силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс

φ
Pj=f (φ)

15. Силы давления газов Pг=(pг-p0)Fп

Pг=f(φ)
P= Pг+ Pj=f (φ)
φ
Pj=f (φ)
φ

16. Силы при различной частоте вращения коленчатого вала

Режим максимального
крутящего момента
Режим максимальной частоты
вращения коленчатого вала

17. Суммарные силы в КШМ Р=Рг+Рj

Рг
M=T•r
Ptgβ
MR=-N•H

18.

N
N=f (φ)
Nср
Nmax
φ
-N
Z
-Z
Zmax
Z=f (φ)
φ
T=f (φ)
+T
Mкр
-T
φ

19.

Знаки сил,
действующих в
КШМ
P
+
A′
N
+
+
Pш
M
+
B
О +
+
T
Z
ω

20. Силы, действующие на шатунные шейки

S2=-m2
rω2
Qшш=(Рш2 +S22)1/2
A
А1
А2
B
Рш
А3
l
S2
C
Qшш
D
Qшш
Рш
O
Qшш
Е

21.

n=neN
n=neM n=neM;
pz=0,5pz max

22.

Qшш, бар
pшш.ср
Qшш.ср Fп
Qшш.max Fп
; pшш.max
d ш lш
d ш lш

23.

Z1=Z+S2
Qшш=(Z1
впуск
сжатие
Z
Z1
S2
-Z1
расширение
Qшш
+T
+Z1
2 +T2)1/2
выпуск

24. Равномерность крутящего момента и равномерность хода двигателя

F1; F3; F5; F7 –отрицательная работа
F2; F4; F6; F8 – положительная работа
Мi
Fизб
F2
F1
F4
F3
F5
F8
F6
F7

25.

Условие равновесия моментов Mi=Mсопр+Im(dω/dt)
Mсопр – суммарный момент сопротивления;
Im – момент инерции всех движущихся масс,
приведенных к оси коленчатого вала
Полагая Mсопр = const; Mсопр = Miср
Miср = (F/O’O1’)/a1
piFпS=4πMiср
Miср = (piFпri)/2π - 4х тактный
Miср = (piFпri)/π
- 2х тактный
Miср=716,2 Ni/n кгс*м: Ni-л.с. n – мин-1
Miср=974 Ni/n Нм: - Ni-кВт.