Теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива карбюраторного двигателя:

Q_{н. с.} =2481·15,11/3,6=10413 Дж/с;

Неучтенные потери теплоты карбюраторного двигателя:

Q_ост=184384- (48590+50979+79348+10413) =-4946 Дж/с;

Составляющие тепловых балансов карбюраторного двигателя представлены в таблице 11.

Таблица 11

Составляющие теплового баланса

Составляющие теплового баланса	Частота вращения двигателя, мин-1
	1000	3200	5600	6000
	Q, Дж/с	q, %	Q, Дж/с	q, %	Q, Дж/с	q, %	Q, Дж/с	q, %
Теплота, эквивалентная эффективной работе	8680	23,7	27770	24,9	48590	26,4	52060	26,7
Теплота, передаваемая охлаждающей среде	25895	70,7	55152	49,4	79348	43,0	82987	42,6
Теплота, унесенная с отработавшими газами	48101	131,4	48128	43,2	50979	27,6	48115	24,7
Теплота, потерянная из-за химической неполноты сгорания топлива	2068	5,6	6299	5,6	10413	5,6	11013	5,6
Неучтенные потери теплоты	-48136	-131,5	-25816	-23,1	-4946	-2,7	825	0,4
Общее количество теплоты, введенной в двигатель с топливом	36608	100	111533	100	184384	100	195000	100

Из приведенных таблиц и рисунков видно, что основная часть теплоты топлива расходуется на эффективную работу, нагрев охлаждающей среды и потери с отработавшими газами. На величину теплоты, отводимой охлаждающей средой, оказывают влияние многие эксплуатационные и конструктивные факторы. С увеличением частоты вращения двигателя и температуры охладителя, а также коэффициента избытка воздуха величина Q_в уменьшается, а с увеличением размеров охлаждающей поверхности и отношения хода поршня к диаметру цилиндра двигателя возрастает. Из всего количества теплоты, отдаваемой охладителю, наибольшая часть (до 60-65 %) воспринимается стенками цилиндра и камеры сгорания во время процессов сгорания и расширения, остальная часть - в течение выпуска.

Уменьшение доли теплоты, отводимой с охладителем, повышает долю теплоты, отводимой с выпускными газами. В двигателях с газотурбинным наддувом такое перераспределение теплоты приводит к повышению располагаемой энергии выпускных газов и, следовательно, к увеличению работы в газовой турбине. Этот принцип реализуется в комбинированных двигателях с уменьшенным теплоотводом от рабочего тела ("адиабатный дизель") за счет тепловой изоляции деталей камеры сгорания и выпускного трубопровода керамическими материалами.

3. Расчет внешних скоростных характеристик

На основании тепловых расчетов, проведенных для четырех скоростных режимов работы бензиновых двигателей, получены и сведены в таблицу 12 необходимые величины параметров.

Таблица 12

Параметры внешней скоростной характеристики

Частота вращения коленчатого вала, мин-1	Параметры внешней скоростной характеристики
	Ne, кВт	ge г/ (кВтч)	Ме, Н м	GT, кг/ч	зх	б
1000	8,68	346	82,93	3,00	0,8744	0,86
3200	27,77	329	82,91	9,14	0,9167	0,96
5600	48,59	311	82,9	15,11	0,8784	0,96
6000	52,06	307	82,9	15,98	0,8701	0,96

Коэффициент приспособляемости по скоростным характеристикам карбюраторного двигателя:

К=М_еmax/М_eN=82,93/82,91=1;

Для сравнения различных методов построения скоростных характеристик и проверки правильности выполнения теплового расчета для нескольких скоростных режимов двигателя дополнительно приведен расчет изменения мощности и удельного расхода топлива на основе процентных соотношений между параметрами относительной скоростной характеристики карбюраторного двигателя. Результаты расчета сведены в таблице 13. Внешние скоростные характеристики даны на рис.2, 3, 4.

Таблица 13

Параметры внешней скоростной характеристики

Частота вращения коленчатого вала, пх	Мощность, Ne	Удельный расход топлива, ge
%	мин-1	%	кВт	%	г/ (кВт·ч)
20	1120	20	9,72	115	358
40	2240	50	19,44	100	311
60	3360	73	29,15	97	302
80	4480	92	38,87	95	295
100	5600	100	48,59	100	311
120	6720	92	58,31	115	358

Рис. 2. Внешние скоростные характеристики g_e и М_е

Рис. 3. Внешние скоростные характеристики N_e и G_T

Рис. 4. Внешние скоростные характеристики з_х и б

На основе сравнения полученных данных с кривыми N_e и g_е, построенными по результатам теплового расчета, можно сделать следующие выводы:

Точки относительной характеристики практически полностью совпадают с внешней скоростной характеристикой мощности рассчитываемого двигателя.

Точки относительной характеристики удельного расхода топлива несколько отличаются от кривой g_е, построенной по данным теплового расчета, в сторону увеличения g_е и особенно при малых значениях частоты вращения коленчатого вала. Максимальное расхождение составляет при п=1000 мин^-1 около 23 % [350 и 284 г/ (кВт·ч)].

4. Кинематика

4.1 Выбор л и длины L_ш шатуна

В целях уменьшения высоты двигателя без значительного увеличения инерционных и нормальных сил отношение радиуса кривошипа к длине шатуна предварительно было принято в тепловом расчете л=0,285.

При этих условиях L_ш=R/л=32,5/0,285=114,0 мм.

Принятые значения L_ш и л обеспечивают движение шатуна без задевания за нижнюю кромку цилиндра. Следовательно, перерасчета величин L_ш и л не требуется.

Перемещение поршня

s_x=R· [ (1-соs ц) + (1-соs 2ц)] =32,5· [ (1-соs ц) + (1-соs 2ц)] мм.

Расчет s_x производится аналитически через каждые 10° угла поворота коленчатого вала. Угловая скорость вращения коленчатого вала:

щ=рn/30=3,14·5600/30=586 рад/с.

Скорость поршня

х_п=щR (sin ц+sin 2ц) =586·0,033Ч (sin ц+0,285/2sin 2ц) м/с.

Ускорение поршня

j=щ²R (cos ц+лcos 2ц) =586²·0,033 (соs ц+0,285 соs 2ц) м/с².

Параметры перемещения поршня даны в таблице 14, а сами графики на рис. 5, 6, 7.

Таблица 14

Параметры перемещения поршня

ц°	[ (1-cosц) + (1-cos2ц]	sx мм	(sinц+sin2ц)	хп м/с	(соsц+0,285 соs2ц)	j, м/с2
1	2	3	4	5	6	7
0	0,0000	0,0	0,0000	0,0	+1,2860	+14352
30	+0,1697	5,5	+0,6234	+11,9	+1,0085	+11255
60	+0,6069	19,7	+0,9894	+18,8	+0,3575	+3990
90	+1,1425	37,1	+1,0000	+19,0	-0,2850	-3181
120	+1,6069	52,2	+0,7426	+14,1	-0,6425	-7171
150	+1,9017	61,8	+0,3766	+7,2	-0,7235	-8075
180	+2,0000	65,0	0,0000	0,0	-0,7150	-7980
210	+1,9017	61,8	-0,3766	-7,2	-0,7235	-8075
240	+1,6069	52,2	-0,7426	-14,1	-0,6425	-7171
270	+1,1425	37,1	-1,0000	-19,0	-0,2850	-3181
300	+0,6069	19,7	-0,9894	-18,8	+0,3575	+3990
330	+0,1697	5,5	-0,6234	-11,9	+1,0085	+11255
360	+0,0000	0,0	-0,0000	0,0	+1,2850	+14341

По табличным данным строем графики s_x в масштабе М_z=2 мм в мм, х_п-в масштабе М_у=1 м/с в мм, j-в масштабе M_j=500 м/с² в мм. Масштаб угла поворота коленчатого вала М_ц=3° в мм.

При j=0 х_п=±х_max, а на кривой s_x-это точка перегиба.

Рис. 5. График перемещения поршня

Рис. 6. График скорости поршня

Рис. 7. График ускорения поршня

5. Динамика

5.1 Силы давления газов

Индикаторную диаграмму, полученную в тепловом расчете, развертывают по углу поворота кривошипа по методу Брикса (Рис. 8).

Рис. 8 Развернутая индикаторная диаграмма

Основные параметры двигателя даны в таблице 15.

Таблица 15

Основные параметры двигателя

Частот вращения n, об/мин	5600	D	65	n2	1,251
Радиус кривошипа R, мм	32,5	е	8,5	Pb	0,4676
Длина шатуна L, мм	114,0	Pa	0,085	Pr	0,1180
Постоянная механизма л	0,285	n1	1,377	Fп	33170
Угловая скорость коленчатого вала	586	Pz	6,8016	Vh	0, 20839

Поправка Брикса

Rл/ (2M_s) =32,5·0,285/ (2·1) =4,63 мм,

где М_s-масштаб хода поршня на индикаторной диаграмме.

Масштабы развернутой диаграммы:

давлений и удельных сил М_р=0,05 МПа в мм;

полных сил М_F=М_рF_п=0,05·0,003317=0,000166 МН в мм, или М_р=1659 Н в мм, угла поворота кривошипа М_ц=3° в мм, или

М'_ц=4р/ОВ=4·3,14/240=0,0523 рад в мм,

где ОВ - длина развернутой индикаторной диаграммы, мм.

По развернутой диаграмме через каждые 10° угла поворота кривошипа определяют значения Др_r и заносят в таблицу 16.

Таблица 16

Значения давлений и удельных сил

цо	Дрr. МПа	j, м/с2	pj, МПа	p, МПа	tg в	pN, МПа	11	ps, МПа		pк, МПа		рТ, МПа	Т, кН	Мкр. ц, Н·м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
0	0,18	+14352	-2,029	-2, 209	0,000	0,000	1,000	-2, 209	+1	-2, 209	0	0	0	0
30	0,18	+11255	-1,591	-1,771	+0,144	-0,318	1,010	-1,789	+0,794	-1,406	+0,625	-1,107	-3,672	119,3
60	0,18	+3990	-0,564	-0,630	+0,253	-0,159	1,031	-0,650	+0,281	-0,177	+0,993	-0,626	-2,076	67,5
90	0,18	-3181	+0,450	+0,630	+0,295	-0,186	1,043	+0,657	-0,295	-0,186	+1	-0,630	+2,090	67,9
120	0,18	-7171	+1,014	+1, 194	+0,253	+0,302	1,031	+1,231	-0,719	-0,858	+0,740	+0,884	+2,932	95,3
150	0,18	-8075	+1,142	+1,322	+0,144	+0, 19	1,010	+1,335	-0,938	-1,240	+0,376	+0,497	+1,649	53,6
180	0,18	-7980	+1,128	+1,308	0,000	0,000	1,000	+1,308	-1	-1,711	0	0	0	0
210	0,03	-8075	+1,142	+1,172	-0,144	-0,169	1,010	+1,184	-0,938	-1,099	-0,376	-0,441	-1,463	47,5
240	0,03	-7171	+1,014	+1,044	-0,253	-0,264	1,031	+1,076	-0,719	-0,751	-0,740	-0,773	-2,564	83,3
270	0,05	-3181	+0,450	+0,500	-0,295	-0,148	1,043	+0,522	-0,295	-0,148	-1	-0,500	-1,659	53,9
300	0,12	+3990	-0,564	-0,684	-0,253	+0,173	1,031	-0,705	+0,281	-0, 192	-0,993	+0,679	+2,252	73,2
330	0,49	+11255	-1,591	-2,081	-0,144	+0,3	1,010	-2,102	+0,794	-1,652	-0,625	+1,301	+4,315	140,2
360	4,15	+14341	-2,028	-6,178	0,000	0,000	1,000	-6,178	+1	-6,178	0	0	0	0
370	6,9	+14352	-2,029	+8,929	+0,050	+0,446	1,001	+8,938	+0,976	+8,715	+0,222	+1,982	+6,574	213,7
390	2,28	+11255	-1,591	+3,871	+0,144	+0,557	1,010	+3,910	+0,794	+3,074	+0,625	+2,419	+8,024	260,8
420	0,63	+3990	-0,564	+1, 194	+0,253	+0,302	1,031	+1,231	+0,281	+0,336	+0,993	+1,186	+3,934	127,9
450	0,3	-3181	+0,450	+0,750	+0,295	+0,221	1,043	+0,782	-0,295	+0,221	+1	+0,750	+2,488	80,9
480	0,2	-7171	+1,014	+1,214	+0,253	+0,307	1,031	+1,252	-0,719	-0,873	+0,740	+0,898	+2,979	96,8
510	0,16	-8075	+1,142	+1,302	+0,144	-0,187	1,010	+1,315	-0,938	-1,221	+0,376	+0,490	+1,625	52,8
540	0,27	-7980	+1,128	+1,398	0,000	0,000	1,000	+1,398	-1	-1,398	0	0	0	0
570	0,17	-8075	+1,142	+1,312	-0,144	-0,189	1,010	+1,325	-0,938	-1,231	-0,376	-0,493	-1,635	53,1
600	0,17	-7171	+1,014	+1,184	-0,253	-0,300	1,031	+1,221	-0,719	-0,851	-0,740	-0,876	-2,906	94,4
630	0,17	-3181	+0,450	+0,620	-0,295	-0,183	1,043	+0,647	-0,295	-0,183	-1	-0,620	-2,057	66,9
660	0,17	+3990	-0,564	-0,734	-0,253	+0,186	1,031	-0,757	+0,281	-0, 206	-0,993	+0,729	+2,418	78,6
690	0,17	+11255	-1,591	-1,761	-0,144	+0,254	1,010	-1,779	+0,794	-1,398	-0,625	+1,101	+3,652	118,7
720	0,17	+14341	-2,028	-2, 198	0,000	0,000	1,000	-2, 198	+1	-2, 198	0	0	0	0

5.2 Приведение масс частей КШМ

С учетом диаметра цилиндра, отношения S/D устанавливаются: масса поршневой группы (для поршня из алюминиевого сплава принято т'_п=100 кг/м²)

т_п=т'_п·F_п=100·0,003317=0,332 кг;

масса шатуна (для стального кованого шатуна принято т'_ш=150 кг/м²)

т_ш=т'_ш·F_п=150 0,003317=0,498 кг;

масса неуравновешенных частей одного колена вала без противовесов (для литого чугунного вала принято m'_к=140 кг/м²)

т_к=m'_к F_п=140 0,003317=0,464 кг.

Масса шатуна, сосредоточенная на оси поршневого пальца:

т_{ш. п.} =0,275т_ш=0,275·0,498=0,137 кг.

Масса шатуна, сосредоточенная на оси кривошипа:

m_{ш. к.} =0,725m_ш=0,725·0,498=0,361 кг.

Массы, совершающие возвратно-поступательное движение:

m_j=т_п+т_{ш. п}=0,332+0,137=0,469 кг.

Массы, совершающие вращательное движение:

m_R=т_к+m_{ш. к.} =0,464+0,361=0,825 кг.

5.3 Удельные и полные силы инерции

Удельная сила инерции возвратно-поступательно движущихся масс:

p_j=-jm_j/F_n=-j·469·10^-6/0,003317=-j141·10^-6 МПа.

Центробежная сила инерции вращающихся масс

K_R=-m_RRщ²=-0,825 0,033-586²·10^-3=-9, 207 кН.

Центробежная сила инерции вращающихся масс шатуна

К_Rш=-m_{ш. к}·Rщ²=-0,361·0,033 586²·10^-3=-4,029 кН.

Центробежная сила инерции вращающихся масс кривошипа

К_Rк=-m_к·Rщ²=-0,464-0,033·586²·10^-3=-5,178 кН.

5.4 Удельные суммарные силы

Удельная сила (МПа), сосредоточенная на оси поршневого пальца:

p=Дp_r+p_j (5.1)

Удельная нормальная сила (МПа):

p_N=p·tg в (5.2)

Удельная сила (МПа), действующая вдоль шатуна:

p_s=p (1/cos в) (5.3)

Удельная сила (МПа), действующая по радиусу кривошипа:

р_х=р cos (ц+в) /cos в (5.4)

Удельная и полная тангенциальные силы (МПа и кН):

p_T=p·sin (ц+в) /cos в и T=p_T ·F_п=p_T·0,003317·10³

По табличным данным строят графики изменения удельных сил p_j, р, р_S, p_N, р_К и р_Т в зависимости от изменения угла поворота коленчатого вала ц (рис.9, 10,11).

Рис. 9. Графики изменения p_j и p

Рис. 10. Графики изменения р_N и p_s

Рис. 9. Графики изменения р_К и p_Т

Среднее значение тангенциальной силы за цикл:

по данным теплового расчета

Т_ср=р_iF_п=1,4093·0,003317=744 Н;

по площади, заключенной между кривой р_т и осью абсцисс:

р_Тср=М_р=0,05=0,215 МПа, а

Т_ср=р_Тср·F_п=0,215 0,003317·10⁶=713 Н

ошибка Д= (744-713) 100/744=4,2 %.

5.5 Крутящие моменты

Крутящий момент одного цилиндра:

М_{кр. ц}=ТR=T·0,033·10³ Н·м

Период изменения крутящего момента четырехтактного двигателя с равными интервалами между вспышками:

и=720/i=720/4=180°

Суммирование значений крутящих моментов всех четырех цилиндров двигателя осуществляется табличным методом (Таблица 17) через каждые 10° угла поворота коленчатого вала и по полученным данным строится кривая М_кр в масштабе М_м=10 Н·м в мм. (Рис.12).

Таблица 17

Значения крутящих моментов

ц°	Цилиндры	Мкр, Н·м
	1-й	2-й	3-й	4-й
	ц° криво-шипа	Мкр, Н·м	ц° криво-шипа	Мкр, Н·м	ц° криво-шипа	Мкр, Н·м	ц° криво-шипа	Мкр, Н·м
0	0	0	180	0	360	0	540	0	0
10	10	-132,4	190	-28,0	370	+125,5	550	-29,8	-64,7
20	20	-203,2	200	-65,2	380	+161,3	560	-67,1	-174,2
30	30	-223,3	210	-94,6	390	+176,6	570	-97,4	-238,7
40	40	-209,7	220	-123,0	400	+156,6	580	-126,8	-302,9
50	50	-174,3	230	-154,7	410	+128,6	590	-155,7	-356,1
60	60	-127,6	240	-165,2	420	+124,8	600	-169,7	-337,7
70	70	-65,2	250	-159,4	430	+142,6	610	-165,9	-247,9
80	80	+19,6	260	-139,8	440	+185,5	620	-146,3	-81,0
90	90	+97,4	270	-103,9	450	+234,3	630	-103,5	+124,3
100	100	+140,7	280	-36,3	460	+248,9	640	-39,1	+314,2
110	110	+160,3	290	+32,6	470	+244,2	650	+61,5	+498,6
120	120	+165,2	300	+97,0	480	+229,3	660	+121,4	+612,9
130	130	+152,9	310	+123,0	490	+190,1	670	+183,6	+649,6
140	140	+127,7	320	+138,0	500	+147,3	680	+208,8	+621,8
150	150	+94,6	330	+137,8	510	+115,3	690	+219,6	+567,3
160	160	+63,4	340	+120,2	520	+76,4	700	+201,3	+461,3
170	170	+29,8	350	+71,8	530	+30,8	710	+139,8	+272,2
180	180	0	360	0	540	0	720	0	0

Рис. 12. График изменения крутящего момента

Средний крутящий момент двигателя: по данным теплового расчета

M_{кp. cp}=M_i=M_е/з_м=82,9/0,8591=96,5 Н·м;

по площади, заключенной под кривой М_кр:

М_{кр. ср}=М_м=10=92,3 Н м;

ошибка Д=100=4,4 %.

Максимальный и минимальный крутящие моменты:

М_{кр. max}=5 Н·м; М_{кр. min}=-1 Н·м.

5.6 Силы, действующие на шатунную шейку коленчатого вала

Для проведения расчета результирующей силы, действующей на шатунную шейку рядного двигателя, составляют таблицу 18.

Таблица 18. Полные силы

цє	Полные силы, кН
	T	K	Pк	Rш. ш.	КРк	Rк
0	0	-7,327	-11,356	11,356	-2,969	8,387
30	-3,672	-4,664	-8,693	12,365	-3,772	8,593
60	-2,076	-0,587	-4,616	6,692	-5,001	1,691
90	+2,090	-0,617	-4,646	6,736	-4,992	1,744
120	+2,932	-2,846	-6,875	9,807	-4,32	5,487
150	+1,649	-4,113	-8,142	9,791	-3,938	5,853
180	0	-5,675	-9,704	9,704	-3,467	6,237
210	-1,463	-3,645	-7,674	9,137	-4,079	5,058
240	-2,564	-2,491	-6,52	9,084	-4,427	4,657
270	-1,659	-0,491	-4,52	6,179	-5,03	1,149
300	+2,252	-0,637	-4,666	6,918	-4,986	1,932
330	+4,315	-5,480	-9,509	12,365	-3,526	8,839
360	0	-20,492	-24,521	24,521	-1	25,521
370	+6,574	+28,908	+24,879	31,453	-3,537	34,990
390	+8,024	+10, 196	-6,167	14, 191	-2,104	12,087
420	+3,934	+1,115	-2,914	1,020	-4,842	-3,822
450	+2,488	-0,733	-4,762	7,250	-4,957	2,293
480	+2,979	-2,896	-6,925	9,904	-4,305	5,599
510	+1,625	-4,050	-8,079	9,704	-3,957	5,747
540	0	-4,637	-8,666	8,666	-3,78	4,886
570	-1,635	-4,083	-8,112	9,747	-3,947	5,800
600	-2,906	-2,823	-6,852	9,758	-4,327	5,431
630	-2,057	-0,607	-4,636	6,693	-4,995	1,698
660	+2,418	-0,683	-4,712	7,130	-4,972	2,158
690	+3,652	-4,637	-8,666	12,318	-3,78	8,538
720	0	-7,291	-11,32	11,320	-2,98	8,340

Суммарная сила, действующая на шатунную шейку по радиусу кривошипа:

Р_к=К+К_Rш= (К-4,029) кН,

где К=р_к F_п=р_к 0,003317·10³ кН.

Результирующая сила R_{ш. ш}, действующая на шатунную шейку, подсчитывается графическим сложением векторов сил Т и Р_х при построении полярной диаграммы (Рис. 13).

Рис. 13. Полярная диаграмма

Масштаб сил на полярной диаграмме для суммарных сил М_Р=0,1 кН в мм. Значения R_{ш. ш} для различных ц> заносят в таблицу и по ним строят диаграмму R_{ш. ш} в прямоугольных координатах (Рис. 14).

Рис. 14. Диаграмма нагрузки на шатунную шейку

По развернутой диаграмме R_{ш. ш} определяют

R_{ш. ш. cp}=FM_P/OB=24030·0,05/74=16,303 кН;

R_{ш. ш. max}=31,453 кН; R_{ш. ш. min}=1,02 кН,

где ОВ - длина диаграммы, мм; F-площадь под кривой R_{ш. ш}, мм².

По полярной диаграмме строят диаграмму износа шатунной шейки. Сумму сил R_{ш. ш. j}, действующих по каждому лучу диаграммы износа, определяют с помощью таблицы 19.

Таблица 18

Значение сил, действующих по каждому лучу

б	Значения Q, кН для точек
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
10	44	44										44
40	39	39										39
70	36	36										36
100	37	37	37									37
130	32	32	32									32
160	22	22	22									22
190	19	19									19	19
220	29	29									29	29
250	39	39									39	39
280	40	40									40	40
310	36	36									36	36
340	102								102	102	102	102
370					427	427	427	427
400			144	144	144	144
430	73	73	73	73
460	62	62	62	62
490	52	52	52									52
520	37	37	37									37
550	22	22									22	22
580	28	28									28	28
610	36	36									36	36
640	36	36									36	36
670	38	38	38									38
700	43	43	43									43
УQi	902	800	539	278	571	571	427	427	102	102	388	768
qi	1	0,54	0,36	0, 19	0,38	0,38	0,29	0,29	0,07	0,07	0,26	0,52

По данным таблицы в масштабе М_Р=50 кН в мм по каждому лучу откладывают величины суммарных сил УR_{ш. ш. j}, от окружности к центру (Рис. 15). По диаграмме износа определяют расположение оси масляного отверстия (ц_м=68°).

Рис. 15. Диаграмма износа шатунной шейки карбюраторного двигателя

5.7 Силы, действующие на колено вала

Суммарная сила, действующая на колено вала по радиусу кривошипа:

K_Pк=P_к+K_Rк=Р_к-8,960 кН

Результирующая сила, действующая на колено вала R_к=R_{ш. ш}+K_Рк, определяется по диаграмме R_{ш. ш}. Векторы из полюса О_к до соответствующих точек на полярной диаграмме в масштабе М_Р=0,1 кН в мм выражают силы R_к, значения которых для различных ц заносят в таблицу.

5.8 Равномерность крутящего момента и равномерность хода поршня

Равномерность крутящего момента

м= (M_{кр. max}-M_{кр. min}) /M_{кp. cp}= [5- (-1)] /92,3=0,04

Избыточная работа крутящего момента

L_изб=F_abc·М_М·М?_ц=841·10·0,3622=3046,1 Дж,

где F_abc-площадь над прямой среднего крутящего момента мм²; М?_ц=4р/ (iОА) =4·3,14/ (4·9) =0,3622 рад в мм-масштаб угла поворота вала на диаграмме М_кр.

Равномерность хода двигателя принимаем д=0,01.

Момент инерции движущихся масс двигателя, приведенных к оси коленчатого вала:

J₀=L_изб/ (дщ²) =3046,1/ (0,01 586²) =0,887 кг·м²

Заключение

Теория двигателей внутреннего сгорания основана на использовании термодинамических зависимостей с учётом реальных факторов. Поэтому необходимо глубокое изучение процессов, происходящих в цилиндре двигателя.

Динамика поршневых двигателей внутреннего сгорания включает расчёты кинематики звеньев преобразующих механизмов и их отдельных точек; расчёты сил инерции развиваемых этими звеньями, разработку динамических моделей механизмов в целом; расчёт сил, действующих в кинематических парах. Таким образом, определяются условия необходимые для прочностных расчётов, что позволяет оптимизировать конструктивные особенности двигателя.

Важность теплового и динамического расчёта возрастает в связи с повышенным уровнем форсирования двигателей при одновременном снижении их металлоёмкости (возникает проблема обеспечения прочности и жёсткости отдельных звеньев).

В результате проделанной работы были рассчитаны индикаторные параметры рабочего цикла двигателя, по результатам расчетов была построена индикаторная диаграмма тепловых характеристик.

Расчеты динамических показателей дали размеры поршня, в частности его диаметр и ход, радиус кривошипа, были построены графики составляющих сил.

Список использованной литературы

1. Колчин А.И., Демидов В.П. "Расчет автомобильных и тракторных двигателей", М.: Высшая школа, 1980.

2. Краткий автомобильный справочник НИИАТ, М.: Транспорт, 1984.

3. Ховах М.С., Вихерт М.М., Воинов А.Н. и др. "Автомобильные двигатели", М.: Машиностроение, 1977.

4. Ленин И.М., Попык К. Г, Малашкин О.М. и др. "Автомобильные и тракторные двигатели", М.: Машиностроение, 1969.

5. Орлин А.С., Вырубов Д.Н., Круглов М.Г. и др. "Двигатели внутреннего сгорания. Конструкция и расчет.", М.: Машиностроение, 1972.

6. Вахламов В.К. Техника автомобильного транспорта, М: Асадема, 2004 г.

7. Вахламов В.К. Автомобили, основы конструкции М: Асадема, 2004 г.

Размещено на Allbest.ru